韩瑞珍[1]2001年在《PID控制器参数模糊自整定研究》文中进行了进一步梳理本文主要研究的是PID控制器参数模糊自整定方法。首先对PID控制器与参数整定方法、模糊控制的基本原理、发展历史、研究现状和发展趋势进行了综述。然后，针对上述两种方法中存在的不足，将两种方法综合起来，取长补短，提出一种比较完善的模糊PID控制器参数自整定算法。 应用模糊集合理论和方法，把操作人员的PID参数整定经验总结成模糊规则模型，形成微机查询表格。微机根据控制系统的实际响应情况，运用模糊推理与决策实现对参数的在线调整。这种算法无需辨识系统的精确数学模型，只需在线检测出系统的期望输出和实际输出的偏差，通过判断其趋势从而决策出调整因子的大小，然后代入模糊自调整公式，即可整定出所有参数。其简单性和可实现性是显而易见的。 在Z-N法整定出PID参数的基础上，将本文提出的自调整公式应用于时滞二阶对象的控制。仿真结果表明，本文提出的算法优于传统的整定方法和相关文献的整定方法。 提出一种基于给定幅值裕度和相角裕度的PID参数模糊自调整算法，根据不同的幅值裕度和相角裕度，针对高阶对象进行了仿真。结果表明，该算法有较快的稳定速度。
李瑞霞[2]2007年在《智能PID整定方法的仿真与实验研究》文中提出PID控制器因为结构简单、容易实现，并且具有较强的鲁棒性，因而被广泛应用于各种工业过程控制中。作为一种广泛的控制规律，PID控制并没有因为各种先进控制算法的出现而遭到淘汰，相反，由于其应用时期较长，控制工程师们已经积累了大量的PID参数整定的经验。但是简单的PID控制往往不能达到令人满意的效果，对于工业过程中的复杂系统，传统的PID控制更是显得无能为力。本文从理论上深入研究了模糊控制理论、遗传算法，并将PID控制与智能控制中的模糊控制及遗传算法结合起来，形成了模糊自适应整定PID算法和基于遗传算法的PID参数整定方法。MATLAB软件仿真结果表明这两种智能PID整定算法效果良好，能够达到预期的控制效果。在此基础上，对实验室现有的电液伺服位置闭环控制系统进行了建模，用常规PID控制、模糊PID控制及遗传算法PID控制方法分别对该实验系统进行了仿真与比较；并构建了基于DSPACE实时系统的混合仿真实验平台，进行了多种参数整定方法的PID控制效果的实验验证。仿真与实验结果均表明，智能PID整定方法具有良好的控制效果，明显好于常规PID整定方法，特别是由遗传算法整定的PID控制效果更好一些。
庄源昌[3]2007年在《基于虚拟仪器的模糊PID控制系统设计》文中研究指明本文以美国National Instruments(简称NI)公司的LabVIEW图形化编程语言和模糊控制工具箱，PID工具包等为开发平台，设计了一个温度测控系统，包括系统硬件集成和软件的设计。采用NI PCI-7831R作为数据采集和控制设备，使用LabVIEW FPGA模块，通过图形化的编程对NIR系列RIO设备上的现场可编程逻辑阵列(FPGA)进行配置，不需要任何的有关底层硬件描述语言(HDLs)的知识，如VHDL或是Verilog，也不需要了解板卡级硬件设计，就可以将FPGA芯片嵌入到NI可重复配置I／O系列硬件目标当中。用LabVIEW语言编写数据采集，模糊PID控制程序；通过实验获得烘干箱的飞升曲线，通过合适的参数整定方法获得PID的初步参数；利用MATLAB Simulink进行了仿真实验研究，并与常规PID的控制效果进行了比较；也利用了模糊逻辑(Fuzzy logic)模块及LabVIEW提供的仿真模块(Simulation Module)建立系统仿真框图。通过和单纯的PID控制相比，采用模糊PID温度控制系统可以明显改善系统的稳态性能以及稳态响应。通过仿真曲线分析模糊PID控制效果及其影响因素，大大缩短了模糊PID控制器的设计周期，具有较大的工程实用价值。
吴玲燕[4]2007年在《基于模糊自适应PID算法的研究以及在连续热镀锌生产线张力控制系统中的应用》文中提出热浸镀锌生产线的恒张力控制是保证热镀锌生产线连续、高质量生产的关键技术，是保证成品镀锌板性能和质量良好的必然要求。本论文主要是研究、寻找适合连续镀锌生产线的最佳恒张力控制方法。首先根据热浸镀锌生产线的张力控制要求，对绕卷段、活套和炉前段进行张力分析、建模，得出力学方程，在此基础上分析引起全线张力振荡的原因，并阐述了动态转矩补偿、空载转矩补偿、卷径动态计算、摩擦力矩补偿等传统张力补偿和张力波动抑制方法。根据具体的张力模型对比分析各种自适应控制算法，提出将模糊PID自适应算法应用到热浸镀锌生产线中的收卷张力和炉前张力控制系统中，能够保证张力控制系统对不同规格板材有很好的适应性和稳定性。并利用MATLAB软件分别对基于模糊PID自适应算法和传统PID算法的张力控制系统进行了仿真研究，仿真结果表明前者能够缩短系统调节时间，减少超调量，提高抗干扰能力，适用于张力控制系统调节。最后使用西门子STEP7语言实现了全线的控制软件编程。基于模糊PID参数自适应算法的绕卷张力系统、炉前张力系统具有一定的通用性，已成功运用到广东中山脱脂生产线、浙江协和镀铝锌硅生产线以及辽宁营口昐昐连续热浸镀锌生产线上，通过实际工程项目的验证，该张力控制方法达到了理想的控制效果。
张丽[5]2006年在《基于继电型的PID参数模糊整定的研究》文中认为PID控制器因为结构简单、容易实现,并且具有较强的鲁棒性,因而被广泛应用于各种工业过程控制中。作为一种广泛的控制规律,PID控制在相当长的一段时间内,并没有因为各种先进控制算法的出现而遭到淘汰,相反,经过时间的考验,PID控制仍然在各种控制技术中占着主导地位。PID控制器参数整定优劣与否,是PID控制器能否在实用中得到好的闭环控制效果的一个前提。迄今为止,各种整定PID控制器参数整定方法层出不穷,给PID控制器参数整定的研究带来了活力与契机。如ZN法、继电整定法等等。其中,继电整定法因其简洁、实用且良好的控制效果,被广泛应用于工业控制中。但在实际应用中,对一些具有高度非线性、参数时变及纯滞后特性并受随机干扰影响的系统,用离线整定法并不能获得满意的效果。这就要求在PID控制中不仅PID参数的整定不依赖于对象的数学模型,而且PID参数能在线调整,这样才能获得理想的控制品质。基于此,本文提出在用PM(Phase Margin)继电法整定出PID参数初值的基础上,再利用模糊推理在线调整PID参数值的策略,此整定方法有效地把模糊逻辑应用于在线PID参数调节中,提高了PM继电整定法的控制性能。本文首先综述了近几十年来经典PID控制器参数整定方法;然后详细介绍了继电PID整定法以及模糊PID参数整定法,并分别对这两种方法的整定效果进行了仿真研究与分析;最后,提出了本文的整定法,并用MATLAB以一阶惯性加时滞模型为研究对象,对ZN法整定法、基于PM法继电整定法和本文提出的方法的整定效果,进行了仿真研究与比较。结果表明本文的方法明显提高了系统的动态性能,减小了超调,缩短了调节时间,减小了稳定误差,并使系统具有更强的抗干扰性能。
王勇[6]2007年在《基于ARM的数字式直流电机控制器的研究》文中进行了进一步梳理直流电动机具有起动性能和调速性能好、过载能力大等优点，广泛应用于各种工业场合。对直流电动机的控制主要是对电机的速度、力矩以及位置的控制。随着科学技术日新月异，尤其是计算机技术、微电子技术、现代控制理论的发展，对于直流电机的控制也开始由传统的模拟控制向数字控制转变，并逐步实现电机控制的智能化。本课题研究的重点就是数字式直流电动机的控制系统。本文所研究的控制系统，采用晶闸管相控整流方式实现对直流电动机的速度和电流进行控制。控制系统以ARM7系列微控制器LPC2132作为晶闸管数字式触发控制系统的核心，通过对电动机的速度环、电流环的PID控制，实现所需的工作性能。同时，为了扩大该控制系统的适用范围，本论文也对电流环的PID参数自整定方法进行了一定的研究。本文的主要内容如下：一、从整体上介绍了直流电动机和直流调速技术的发展和趋势，比较了当前常用的几种直流电动机的调速方案，并介绍了作为电动机控制系统的核心微控制器LPC2132的基本特性。二、根据直流电机回路，建立电动机的数学模型；针对该电动机模型，选用速度——电流双闭环控制系统，建立双闭环系统的控制方框图；分析晶闸管相控整流方式中出现电流断续现象的解决方法。叁、根据直流电动机的控制特性的要求，研究了微控制器LPC2132的内部硬件资源的分配，设计了相关硬件系统，并对晶闸管的触发方式进行了研究。四、研究了直流电动机控制系统的软件系统。五、研究电动机的控制策略，对电动机的速度环和电流环采用PID控制策略，并对电流环的PID参数自整定方法进行了研究。六、空载情况下对直流电机的速度控制实验。
石文兵[7]2007年在《数控机床进给伺服系统PID参数自整定仿真研究》文中研究表明数控机床是发展高新技术产业和尖端工业的基础装备,进给伺服系统是数控机床的重要组成部分,其驱动器控制参数匹配的好坏,关系到数控机床的性能。因此,如何快速有效的进行参数匹配,一直是人们研究的热点。本文以“数控机床进给伺服系统PID(Proportion-Integral-Differential)参数自整定仿真研究”为主题,研究了永磁交流同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型、矢量控制和磁场定向的基本原理,建立了数控机床进给伺服系统的数学模型和仿真模型;为了解决PID控制器参数自整定问题,本文深入研究了模糊和神经网络这两种智能控制理论,建立了模糊自整定和反向传播(Back-Propagation,简称BP)网络自整定PID控制器,并将其应用于数控机床进给伺服系统的控制仿真,仿真结果表明这两种控制器都能使系统具有很好的性能、很强的鲁棒性和抗干扰性能;由于模糊和神经网络控制器建立的理论不够完善,并且运算复杂、实现困难,本文继而研究了坐标轮换趋优理论,并结合性能指标函数误差绝对值与时间的乘积的积分(Integral of the Product of Error Absolute Value and Time,简称ITAE),设计了坐标轮换法自整定PID控制器,并将其成功地应用于数控机床进给伺服系统的控制仿真,实现了进给伺服系统PID控制器参数的自动整定。仿真结果表明,应用坐标轮换法优化PID控制器的参数,其初始PID参数值可以任意设定,优化后的PID参数均能使系统具有良好的性能。此方法具有很强的理论和应用价值。
李俊[8]2008年在《基于PID参数自整定的远程恒压供水系统的研制》文中研究说明随着远程通讯技术、交流电机变频调速、单片机等技术的不断发展完善,PID控制理论的不断发展,供水行业的控制水平产生了革命性的飞跃。PID控制器因其优越性,在工业控制中有广泛的应用。伴随着计算机技术的发展,数字PID控制技术也得到了长足的进步。与此同时,多种先进控制算法也与PID控制理论结合,其中与模糊控制理论的结合是典型代表。针对恒压供水系统的硬件特点,本设计最终选定模糊控制理论、遗传算法与传统的PID相结合,并应用于恒压供水系统。该系统是先进PID控制理论、远程通信技术、计算机网络技术和单片机技术在控制系统中的具体的应用。论文集系统硬件各部分设计,上位机和单片机的软件设计、调试于一体,详尽地论述了各环节设计原理、设计过程,结合MATLAB仿真手段,提出了一些新的设计思路,并且做出相应的系统,进行现场实验分析。基于PID参数自整定的远程恒压供水系统对照常规PID控制系统,动态性能有所改观,抗干扰能力加强,解决很多实际问题,相信它将是现代供水系统的发展方向,并将推广到其它对恒压供水更高要求的领域。
张晓莉[9]2014年在《铝合金薄板脉冲MIG焊智能控制策略与性能评定研究》文中提出铝合金作为代替传统钢铁材料的新型轻质材料在制造业中所占比重越来越大，而焊接则是其工业生产过程中一个必不可少的环节。同时为了提高经济效益和产品质量，厚度为3.0mm以下高强板材越来越多地被采用，尤其是汽车行业。这些薄板的应用，使薄板加工焊接技术成为研究的热点。铝合金薄板在焊接时对电流信号的输入控制敏感性较高，如输入电流不合适将极易引起焊接过程不稳定，焊缝缺陷等问题。所以，在焊接过程中对电流的精确控制是其焊接技术研究的重点。本文针对如何提高铝合金薄板焊接质量及其智能化进行了相关研究。论文以铝合金薄板脉冲MIG焊接电源为研究对象，对其控制系统的关键技术进行了深入探讨。在基于DSP+ARM双核控制的焊接电源软硬件设计基础上，基于Simulink建立了系统模型，并进行了仿真分析，对加速设计过程，提高电源的性能及后续的研究奠定了基础。针对焊接过程中的干扰问题，进行了数字滤波研究。首先给出了基于小波软阈值和小波包的滤波器设计思路，并给出了相应的试验结果，试验表明小波滤波能有效地滤除电流信号中的干扰成分；其次研究了一种加权卡尔曼滤波器的抗干扰方法，通过遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行全局粗精度预学习，并应用神经网络在线实时整定自适应卡尔曼滤波器的加权因子，保证滤波效果并给出相应的仿真试验，为焊接电源数字化滤波器的设计提供依据。为了保证焊接电流输出调节的精细，弥补焊接电源离散化分段调节的缺陷，满足对焊接电流的精确调节，提高铝合金薄板脉冲MIG焊电源的智能化，研究基于最小二乘法的参数一元化调节和基于大步距标定的参数自学习算法，通过智能化算法自动生成匹配的焊接参数，达到“连续调节”目的，并利用局部牛顿插值算法，实现参数的自学习，让焊接电源专家数据库的属性由“只读”变成灵活的“自学习”。针对弧长在外界干扰下会发生变化的问题，实现对弧长的实时控制，保证铝合金薄板MIG焊过程的稳定性和焊接质量。建立电弧弧长数学模型，分析铝焊丝电弧的调节机理与特性，并提出变频弧长控制方法调节电弧。考虑到铝合金薄板焊接过程控制的复杂性和送丝与焊接工艺参数匹配的困难，研究了送丝速度的智能预测控制策略，建立基于多元回归分析法和基于神经网络法的送丝速度预测模型并进行仿真，结果表明：神经网络对送丝速度的预测效果更好，为提高焊接电源智能水平提供依据。为了保证在焊接过程中对电流进行更为精细、准确的控制，设计基于模糊PID参数自整定控制算法和一种改进的变论域模糊PID参数自整定控制算法，实现PID参数的在线自整定，在铝合金薄板脉冲MIG焊过程控制中均取得了比传统PID更好的效果。从电信号的角度进行了焊接性能定量评定研究。利用概率密度分布函数从统计学的角度进行焊接质量稳定性定量评价，研究基于U-I图工作点的周期重复率评判焊接过程稳定性的方法。同时，为了避免焊缝质量评定的主观随意性，利用模糊数学对焊缝质量进行模糊综合定量评价。并利用多信息融合的思想，融合各指标建立神经网络综合定量评定模型，实现对焊接性能的定量评定。在自行搭建的焊接试验平台上对自主研发的铝合金薄板脉冲MIG焊接电源进行性能测试和单、双脉冲MIG焊工艺性能试验，验证了各章节提出的论点。
彭峰[10]2016年在《永磁同步电机控制系统参数自整定研究》文中提出随着伺服控制技术的飞速发展,在实际应用中对伺服系统的要求也越来越高。永磁同步电机(PMSM)以其体积小、高效、高可靠性、低损耗、高功率密度、快响应等优点而被广泛地应用于实际应用中,逐渐成为了伺服系统执行机构的首选之一。因此,研究高性能、适应性强的永磁同步电机伺服系统具有重大的经济和社会效益。本文主要针对永磁同步电机伺服系统控制器参数自整定展开研究,从而提高伺服系统控制器的性能。首先,介绍了伺服系统和PID参数整定方法的发展现状及其未来发展趋势,分析了永磁同步电机的结构和数学模型,通过坐标变换得到了d-q坐标系下永磁同步电机的数学模型。介绍了矢量控制的原理,并采用了id=0的矢量控制方法作为本系统的控制策略。其次,设计了永磁同步电机伺服系统电流环和速度环控制器,并分析了传统PI控制器的不足之处。为了克服传统控制器的不足之处,本文提出了速度环用模糊PI参数自整定控制器代替传统PI控制器的方法,并通过软件MATLAB/Simulink搭建了整个控制系统的仿真模型,仿真结果验证了设计控制器的有效性并为系统软件和硬件的设计提供参考。再次,利用模块化的思想,C语言为主、汇编语言为辅设计了整个控制系统的软件。主要包括主程序、定时器T1下溢中断子程序、SVPWM生成子程序、电机转子初始位置检测子程序、电机转速计算子程序、模糊PI控制子程序等设计过程,并给出了相关程序设计的流程图。最后,为了验证所设计控制器的可行性,设计了光电编码器接口电路和电流采样电路等外围电路,并利用TMS320F2812的DSP开发板、永磁同步电机、永磁同步电机驱动板搭建了控制系统的实验平台。进行了永磁同步电机伺服系统的电流环和速度环实验,得到电机的电流曲线和不同情况下的速度响应曲线。实验结果表明,本系统有较快的响应速度、较强的抗干扰能力,验证了本设计控制器的可行性,证明了该控制方法能有效提高永磁同步电机伺服系统控制器的性能。
参考文献：
[1]. PID控制器参数模糊自整定研究[D]. 韩瑞珍. 浙江工业大学. 2001
[2]. 智能PID整定方法的仿真与实验研究[D]. 李瑞霞. 太原理工大学. 2007
[3]. 基于虚拟仪器的模糊PID控制系统设计[D]. 庄源昌. 南京理工大学. 2007
[4]. 基于模糊自适应PID算法的研究以及在连续热镀锌生产线张力控制系统中的应用[D]. 吴玲燕. 机械科学研究总院. 2007
[5]. 基于继电型的PID参数模糊整定的研究[D]. 张丽. 武汉科技大学. 2006
[6]. 基于ARM的数字式直流电机控制器的研究[D]. 王勇. 浙江大学. 2007
[7]. 数控机床进给伺服系统PID参数自整定仿真研究[D]. 石文兵. 华中科技大学. 2007
[8]. 基于PID参数自整定的远程恒压供水系统的研制[D]. 李俊. 沈阳理工大学. 2008
[9]. 铝合金薄板脉冲MIG焊智能控制策略与性能评定研究[D]. 张晓莉. 华南理工大学. 2014
[10]. 永磁同步电机控制系统参数自整定研究[D]. 彭峰. 广东工业大学. 2016
标签：自动化技术论文; 伺服系统论文; pid论文; 张力控制系统论文; 模糊算法论文; 同步电机论文; 过程控制论文; 整定电流论文; 仿真软件论文; 模糊理论论文; 永磁电动机论文; 张力论文; 模糊pid论文; 算法论文;