模糊PID的电液位置伺服控制器设计

针对电液位置伺服系统存在的参数不确定性的特性,提出了一种利用灵敏度函数来确定鲁棒pid控制器参数的整定方法。这种方法通过对系统开环传递函数奈奎斯特曲线与临界稳定点(-1,j0)点之间距离最大化,来确定各个pid参数。与基于幅值与相角裕度确定的pid控制器进行比较,仿真结果显示,使用灵敏度函数整定出的鲁棒pid控制器,在输入阶跃响应时,控制系统有良好的动态响应性能和鲁棒稳定性能。

针对具有ac伺服电机动态特性的无阀电液位置伺服系统设计了一种能够利用模糊规则动态的修正控制器参数的自适应模糊pid控制器,该控制器是基于常规pid控制器参数和动态性能指标之间的关系,建立了模糊规则表来更新控制器的参数。仿真结果表明了所设计的自适应模糊pid控制器与常规pid控制器相比,能够获得更好的动态特性和对于外部干扰更好的鲁棒性。

分析了液位水平系统具有非线性、上升时间长、滞后现象的特点，讨论了常规ｐｉｄ控制器在控制中的局限性。在常规ｐｉｄ控制器的基础上，引入了模糊逻辑，设计出了一种模糊ｐｉｄ控制器，对ｐｉｄ三个参数进行了在线整定。实验结果表明这种模糊ｐｉｄ控制器具有比常规ｐｉｄ控制器更优良的特性。

为保证真空开关动作时间长期稳定性,针对同步真空开关性能受开关动作时间分散性的影响,采用了位置伺服控制使真空开关动触头实现预定的最佳参考轨迹运动。在分析控制电压、环境温度、闲置时间等因素对永磁机构真空开关运动及操作时间影响的基础上,给出了同步真空开关位置伺服控制原理;设计了基于模糊控制和脉冲宽度调制(pwm)技术的同步真空开关位置伺服控制器,并对35kv同步真空开关进行了伺服控制性能测试。测试结果表明,真空开关动触头能很好地跟踪参考轨迹运动,开关合分闸时间分散性在±0.2ms范围内,满足iec62271-302标准对开关操作时间一致性的要求。

以某型地空导弹为背景,采用视觉伺服技术,设计了光电跟踪系统的伺服控制器;系统采用半闭环结构。通过控制对象的分析选择了永磁式直流电机作为执行机构,并建立数学模型;设计了电流环反馈,保证系统的快速响应,并可对电机进行过流保护;位置环采用串联超前校正和pa放大器;通过bode图分析,本系统符合要求;仿真分析结果表明,本系统具有响应快、超调小等特点,并能够快速平稳的跟踪低频运动的目标。

光电经纬仪是现代靶场中用来测量空中飞行目标参数的一种复杂贵重的精密测角仪器,其中伺服系统是经纬仪的重要组成部分;目前的经纬仪跟踪架伺服控制器通常是由pc104系统完成通讯、检测等功能,然而随着要求光电跟踪架功能的不断增加和检测精度的不断提高,因此这里从实用出发,设计了基于tms320lf2407dsp的伺服控制器;由于tms320lf2407的特点,该控制器与pc104系统相比减小了体积,增加了可靠性,提高了运算速度和能力,并且该控制器应用在所内某型号经纬仪上效果很好,值得在相关的研究所中推广。

模糊控制用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式,对模糊现象进行识别和判决,给出精确的控制量。对被控对象进行控制。本文主要从输入量的选取及其模糊化、模糊控制算法的设计和输出量的解模糊化三个方面介绍了液位模糊控制器的设计。

以tms320f28335芯片为伺服控制器核心,设计了一种高精度的伺服控制器。阐述了光电跟踪伺服系统的硬件组成及其工作原理,着重介绍了伺服控制器的硬件设计,并给出控制电路的原理图。讨论分析系统的跟踪控制难点,并给出软件解决方法。实践表明：系统具备稳定性好、精度高、快速响应性好和易调试等特点,达到了预期目标,具有实用价值。

本文提出一种基于pid的电液位置伺服系统,介绍了电液位置伺服系统的机构及工作原理,介绍了硬件配置中各个模块的连接方式和作用。

电液比例位置系统是一种典型的非线性时变系统,其参数具有非线性特性,常用的线性化模型基础上的经典控制器,难以取得满意的控制效果。笔者将模糊控制器应用于电液比例位置系统,并采用fpga芯片,通过vhdl语言设计实现了一个二输入一输出模糊控制器。实验结果表明,控制器推理结果正确,能够稳定、可靠地工作。

针对传统pid水箱液位控制效果不佳的问题,提出了基于opc技术的模糊免疫pid控制方案。在ecs-700信息网络中添加上位机和工程师站,上位机作为opc客户端,主要负责模糊免疫pid算法在matlab中的实现;工程师站作为opc服务器,主要负责数据采集和处理。实际应用表明,该方法调节时间短、超调量小、波动小,可以有效应用于水箱液位控制系统中。

液位控制由于其应用极其普遍,种类繁多,其中不乏一些大型的复杂系统,譬如在石油化工等工业生产中。它主要有以下几个特点:1.时滞性很大。在大型、复杂的液位控制系统中,当改变进出容器的液体流量来控制液位时,控制效果在较长的时间后才能得到体现,这会使得最后的稳态误差较大,液位在期望值附近波动。2.时变性。液位控制一般是通过控制液体流入量的大小来控制液位的,流出量是根据后续工艺生产的需求而调节,这种需求的数量和速度是在不断变化的。3.非线性。容器内液体流出量不仅随后续工艺生产需求变化,即使在控制阀门保持不变的情况下,实际的流出量也随着液位高度的变化而发生一种非线性的变化。这几个特点,都严重影响pid控制的效果,当实际生产对控制有较高的性能指标要求时,就需要将智能控制方法引入到液位控制系统中来。

本文以钢水液位控制系统为例提出了一种模糊控制方案。介绍了模糊控制器的设计过程并且利用matlab软件进行了仿真。仿真研究表明与传统的钢水液位控制方式相比,模糊控制器可以有效控制生产过程中的变化和干扰。

时间乘以误差绝对值积分（itae）的性能指标是一种具有很好工程实用性和选择性的控制系统性能指标。文章针对纯滞后液位控制对象，提出了一种基于itae自整定模糊控制器的设计，并与传统的pid控制器相比较。结果表明：该控制器与传统pid控制器相比，提高了控制系统的自整定能力和鲁棒性，改善了系统的静态性能和动态性能。

针对工业锅炉自动控制系统中的水箱系统液位控制问题,提出基于模糊控制器的基础上,设计实现一种双模糊控制器。根据输出信号的误差大小分别利用两个模糊控制器进行控制,控制结果传递给调节器,以实现水箱水位不变。从仿真结果来看,双模糊控制器有效地减小了系统稳态误差,响应时间、超调量、稳定时间等性能优于传统的pid控制。

船舶航向控制器的设计一直是各国学者的研究重点,随着技术的进步,对船舶航向控器设计的要求越来越高,加之水面状况越来越复杂,传统的pid控制很难达到满意的效果。基于模糊自适应pid控制在改进传统pid控制的基础上,采用一种动态调节的方式,与常规的pid控制器相比,不但控制效果得到了很好的改善,而且还具有更好的抗干扰能力。

介绍了一款基于单片机控制的全自动锅炉压力控制器的设计。该系统能根据锅炉现场检测的各个状态实时精确地自动控制,如实现温度、压力、水位等的监控,数码管显示,报警,系统参数设置等功能。该系统还采用模糊pid方法进行温度控制,能克服普通的单片机pid温度控制系统的一些不足之处,达到较为理想的控制效果。

以200mw锅炉水位控制系统为例设计了模糊pid控制器并借助matlab模糊控制工具箱和simulink仿真工具进行了仿真实验,结果表明,该控制器具备了模糊控制器良好的动态性能,能够有效克服模糊控制器带来的静态性能较差的缺点.做为锅炉汽包水位控制系统的一种有效的控制方法,该模糊控制器具有结构简单、参数调整方便、快捷的特点.

为了达到共轨燃油压力的动态调节,突破传统pid控制的局限性,提出一种精确控制共轨燃油压力的模糊pid控制器的设计方法.分析系统输出响应曲线,得到参数的自整定要求.由单片机计算结果确定了输入输出语言变量的论域.给出模糊控制器的调节规则和参数的模糊控制表.提出了该控制器的单片机实现方法.经试验验证,该控制器效果良好.

温室温度系统具有大时滞性、大惯性等特点,传统的控制方法效果不甚理想。为此,提出了一种模糊pid控制方法,可根据温度偏差和温度偏差变化率实时调整pid参数。通过matlab仿真表明,该控制方法可以使温室温度控制系统动态响应快、鲁棒性强、稳态精度高、超调量小、抗扰动能力强,具有良好的控制效果。

分析了结晶器液位控制原理,论述了二维自寻优模糊控制器的设计方法;然后在matlab软件下对系统进行了仿真,仿真结果表明,该系统具有超调小、稳态性能好等特点,能满足结晶器液位的工艺要求。

西南民族大学学报·自然科学版第36卷第6期 journalofsouthwestuniversityfornationalities?naturalscienceedition nov.2010 ___________________________________________________________________ ___________________________ 收稿日期：2010-10-14 作者简介：杨洪(1972-),男,四川射洪人,西华大学电气信息学院讲师,研究方向:设备故障诊断;智能控制技术及应用;嵌入式技 术研究与应用. 文章编号:1003-2843(2010)06-1040-05 基于虚拟仪器的模糊pid控制算法的双容液位控制 系统实现 杨洪,古世甫 (西华大学电气信息学