检索结果-内蒙古大学图书馆

机械制造 2014年第10期52卷 9-11页

作者：邓小东赵宇宏上海航天精密机械研究所上海201600

针对实际控制系统中出现柔性可变负载大范围的变化和人工参数整定较为繁琐的情况,提出了由传统pid控制和模糊控制理论相结合的参数自整定模糊pid(Fuzzy-pid)的复合控制方法,对传统pid控制和参数自整定模糊pid控制的特点进行分析比较。利... 详细信息

针对实际控制系统中出现柔性可变负载大范围的变化和人工参数整定较为繁琐的情况,提出了由传统pid控制和模糊控制理论相结合的参数自整定模糊pid(Fuzzy-pid)的复合控制方法,对传统pid控制和参数自整定模糊pid控制的特点进行分析比较。利用Simulink工具箱,建立了数字仿真模型,验证了控制算法的有效性。

关键词：参数自整定模糊pid Simulink 数字仿真

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基于参数自整定模糊pid的船舶控制

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交通标准化 2006年第11期34卷 179-181页

作者：于风卫青岛远洋船员学院机电系山东青岛266071

针对船舶操纵过程存在非线性、慢时变特性,设计一种参数自整定模糊pid控制器,可以在线实现pid参数的调整,使控制系统的响应速度快,超调量减少,过渡过程时间大大缩短,振荡次数少,具有较强的鲁棒性和稳定性。

关键词： pid控制自动舵参数自整定模糊pid 船舶操纵鲁棒性

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参数自整定Fuzzy-pid在液奶杀菌系统的应用研究

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电子测量技术 2016年第10期39卷 34-36页

作者：荆红莉赵鹏胡大伟榆林学院榆林719000

介绍了液奶杀菌的工艺流程,针对在液奶杀菌系统中传统的温度pid控制所存在的控制精度低,pid参数无法根据工况在线调整等问题,提出了将模糊控制与经典pid控制结合起来的参数自整定模糊pid控制算法,对传统pid温度控制系统进行了优化处理,... 详细信息

介绍了液奶杀菌的工艺流程,针对在液奶杀菌系统中传统的温度pid控制所存在的控制精度低,pid参数无法根据工况在线调整等问题,提出了将模糊控制与经典pid控制结合起来的参数自整定模糊pid控制算法,对传统pid温度控制系统进行了优化处理,并以西门子PLC为控制器通过查表法实现了此模糊控制算法。为了检验系统的性能指标,通过MATLAB软件对系统进行了仿真实验,仿真结果表明在液奶杀菌温度控制系统中,参数自整定模糊pid控制相比于经典的pid控制系统控制精度更高,响应速度更快,鲁棒性更好。

关键词：温度控制参数自整定模糊pid MATLAB仿真

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基于模糊pid的单连杆旋转机器人鲁棒控制

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微特电机 2017年第10期45卷 53-56,61页

作者：卢勇威黄良永广西职业技术学院南宁530227 广西科技师范学院来宾546199 武汉理工大学武汉410082

针对由无刷直流电动机驱动的单连杆机器人的鲁棒控制问题,采用一种基于参数自整定模糊比例积分微分(pid)控制器用以控制系统。以机械臂的位置误差和误差变化量作为输入,通过模糊pid位置控制器输出参考电流值。将参考电流值与实际电流值... 详细信息

针对由无刷直流电动机驱动的单连杆机器人的鲁棒控制问题,采用一种基于参数自整定模糊比例积分微分(pid)控制器用以控制系统。以机械臂的位置误差和误差变化量作为输入,通过模糊pid位置控制器输出参考电流值。将参考电流值与实际电流值进行比较,通过模糊pid电流控制器输出选通脉冲信号的占空比。驱动器根据占空比来控制电动机转速,以此实现机械臂位置控制。仿真和实验结果表明,该控制系统能够精确地控制机械臂转动,且对重力引起的转矩变化具有较好的鲁棒性。

关键词：无刷直流电动机单连杆旋转机器人参数自整定模糊pid 鲁棒控制

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刹车系统半物理仿真平台伺服控制系统研究

刹车系统半物理仿真平台伺服控制系统研究

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作者：丁宇中南大学

学位级别：硕士

飞机刹车控制系统是飞机的重要子系统,在飞机的起飞和着陆过程中起着重要的安全保障作用。随着现代飞机朝着高速度和高可靠性方向发展,飞机刹车控制系统越来越复杂,对其的测试和验证也越来越重要。出于安全性和成本考虑,不宜直接在飞机... 详细信息

飞机刹车控制系统是飞机的重要子系统,在飞机的起飞和着陆过程中起着重要的安全保障作用。随着现代飞机朝着高速度和高可靠性方向发展,飞机刹车控制系统越来越复杂,对其的测试和验证也越来越重要。出于安全性和成本考虑,不宜直接在飞机上验证飞机刹车控制系统的各种参数,因此使用半物理仿真技术对飞机刹车控制系统进行验证是一种经济有效的方法。本文以某型飞机刹车控制系统半物理仿真平台的研制为依托,重点对该平台中伺服控制系统进行研究。首先简要介绍了刹车系统半物理仿真台的工作原理,提出了半物理仿真台对伺服电机的控制要求,确定采用无刷直流电机及其控制驱动系统为该平台的伺服控制系统。其次,详细分析和介绍了无刷直流电机的基本原理,在此基础上建立了电机的数学模型,提出了电机的控制方法。在控制策略方面,通过对比分析几种常用的伺服控制算法的优缺点,确定了参数自整定模糊pid控制的伺服控制策略,并在MALTAB/Simulink中建立了仿真模型。然后,对无刷直流电机控制系统进行硬件和软件设计。系统采用TI公司DSP芯片TMS320F2812为控制核心,运用模块化的设计来实现系统所需的各项功能。最后,对电机及其控制驱动系统分别进行高、中、低速实验。实验结果表明,本控制驱动系统采用的参数自整定模糊pid控制算法满足系统的控制要求,达到了预期的控制效果。

关键词：半物理仿真 TMS320F2812 无刷直流电机参数自整定模糊pid

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基于计算机仿真技术的ABS控制方法研究及嵌入式系统开发

基于计算机仿真技术的ABS控制方法研究及嵌入式系统开发

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作者：林明江苏大学

学位级别：硕士

汽车的行驶安全性一直都是汽车工业关注的焦点，制动防抱系统(ABS)作为一种性能优良的主动安全装置可以大大减少交通事故的发生率，欧美等国家都将其作为汽车的标准配置，然而国内ABS研究工作开始较晚，目前还处于起步阶段，因此，研究... 详细信息

汽车的行驶安全性一直都是汽车工业关注的焦点，制动防抱系统(ABS)作为一种性能优良的主动安全装置可以大大减少交通事故的发生率，欧美等国家都将其作为汽车的标准配置，然而国内ABS研究工作开始较晚，目前还处于起步阶段，因此，研究ABS的开发方法，找到一条快速的、节约的开发方法对汽车工业有着极大的现实意义。采用基于计算机仿真技术的ABS开发方法，建立汽车制动过程的计算机仿真模型，通过仿真试验得到适合ABS系统的控制方法和控制参数，然后将控制方法转化为嵌入式系统的软件和硬件——即电子控制单元(ECU)，最后通过试验验证ECU控制软硬件的正确性。首先使用Matlab／Simulink仿真平台和Fuzzy Logic Toolbox工具箱建立汽车制动过程的计算机仿真模型，分别采用增量式pid控制器和参数自整定模糊pid控制器对此模型进行控制仿真，比较了不同控制算法对汽车制动过程的控制效果。然后，以摩托罗拉32位单片机MPC564为核心，利用其内部丰富的硬件资源及其强大的功能，辅以模块化的、高集成度的外围电路，构成功能完善的ABS系统电子控制单元。在CodeWarrior集成开发环境中实现了ABS系统的底层软件和应用层软件的开发工作。为了实时读取和修改ABS电子控制单元(ECU)中的数据，ECU通过CAN-USB模块与上位机PC进行通信，采用Visual C++6.0作为软件开发工具设计了一套实时监控平台。此平台具有数据采集的实时显示、车轮转速和汽车速度波形在线显示、数据写入和读出、报警等功能和良好的人机交互式界面。最后，通过在环试验初步验证了所开发的ABS系统软硬件的正确性。使用基于计算机仿真的研究方法进行ABS系统开发大大缩短了开发所需要的时间和资金投入，并且开发出的控制方法具有自适应性强的优点。目前所开发出的ABS ECU已通过在环试验验证，车型改装已经设计完成，但是由于毕业时间和设备购买的限制，本文没有将实车试验全部完成，因此本文没有列出车型的改装和试验方案设计部分内容。

关键词：计算机仿真 ABS 参数自整定模糊pid 电子控制单元在环试验

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过滤器性能测试系统研制

过滤器性能测试系统研制

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作者：邵勇浙江大学

学位级别：硕士

过滤器是液压系统中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是滤除油液中的固体颗粒污染物,使油液的污染度控制在关键液压元件能够耐受的限度以内,以保证液压系统的工作可靠性和延长元件的寿命。由于过滤产品暴露的质量问题比较严重,与... 详细信息

过滤器是液压系统中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是滤除油液中的固体颗粒污染物,使油液的污染度控制在关键液压元件能够耐受的限度以内,以保证液压系统的工作可靠性和延长元件的寿命。由于过滤产品暴露的质量问题比较严重,与发达国家产品相比差距很大,过滤产品性能试验日益引起用户及生产厂家的重视。因此,建立过滤器性能测试系统具有重要的现实意义。研制过滤器性能测试系统,不仅能够为开展影响过滤性能因素的研究提供条件保障,同时对液压系统油液颗粒浓度的分析与在线监测以及高精度油温控制技术的深入研究将促使液压系统性能提高。本论文研制了一套过滤器性能测试系统,用于对液压过滤器进行多次通过试验、压降流量特性试验以及滤芯抗流动疲劳特性试验,评定过滤器的各项性能指标,包括过滤精度、压降流量特性、纳污容量以及滤芯的抗流动疲劳特性。论文的主要内容如下：第一章,以国内外文献为基础,分别介绍了过滤器性能测试技术的国内外现状,以及过滤器性能测试试验台的国内外研究进展。简要介绍了研制过滤器性能测试系统的难点问题,阐述了课题的目的与意义、主要研究内容及难点。第二章,从功能需求出发,对过滤器性能测试系统进行了总体设计,包括系统技术指标及评定参数分析、液压回路原理设计和优化、系统技术要求分析以及关键液压元件的选型与设计。针对于设计制造过程中的几个关键技术,油路中试验颗粒的沉降以及尺寸改变问题、试验装置的全电脑控制以及共同试验基准的保证问题,对其进行了阐述并给出了解决方案。第三章,设计开发了过滤器性能测试监测控制系统,包括测控系统信号汇总、上下位机选型、PLC实时监控系统软件设计以及上位机软件设计。PLC实时测控系统软件可以分为四个模块：通讯模块、数据采集模块、数据处理及过程控制模块(含相关控制算法)以及安全保护模块等。上位机软件实现了人机交互界面设计、基于DataSocket技术与OPC服务器通讯、数据处理、试验数据库管理以及试验报表创建等功能。第四章,结合过滤器性能测试系统的结构特点,建立液压系统颗粒污染控制模型,对影响油液颗粒浓度的因素进行了分析,得出滤器上游颗粒浓度维持稳定的条件为保持稳定的系统油液体积。在过滤器性能测试试验台上,开发了油液颗粒浓度在线监测系统,并进行了油液颗粒浓度控制试验。模型计算与试验结果比较表明,两者的趋势基本一致,在一段时间后,滤器上游的颗粒浓度均能够达到平衡状态,且在各个试验点上都非常接近,说明污染控制模型推导过程中所作的假设是合理的,可以用于液压系统颗粒污染物浓度变化的预测和监控。但是在达到平衡状态的时间上,两者相差很大。在保持系统油液体积稳定的情况下,微调污注流量,能够很快地使滤器上游颗粒浓度维持在平衡值附近,快速地满足试验的要求。第五章,针对过滤器性能测试液压系统建立了温度被控对象以及三通比例水阀的数学模型。液压系统油温控制对象是典型的一阶滞后环节,具有大惯性、大滞后以及参数时变等特点。在此基础上,提出了基于参数自整定pid的油液温度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK进行了参数自整定模糊pid控制器的设计以及油液温度控制的仿真分析。仿真结果显示,采用参数自整定模糊pid控制算法对液压系统油液温度进行控制,油温静态误差小,且控制器具有不依赖系统模型,对系统时变参数不敏感等优点。将模糊推理规则构造成查询表,存储在PLC中,通过简单的查表与插值计算实现参数自整定模糊pid算法。在过滤器性能测试试验台上进行了油液温度控制试验,变工况下,液压系统油液温度能有效控制在40±2℃范围内。第六章,概括了全文的主要研究工作和成果,并展望了今后需进一步研究的工作和方向。

关键词：过滤器性能测试系统多次通过试验油液污染在线监测油液温度控制参数自整定模糊pid PLC

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形状记忆合金驱动导管机器人的运动控制研究

形状记忆合金驱动导管机器人的运动控制研究

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作者：颜增翼哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

传统的导管远端具有特殊的形状,在插管过程中不能改变。由于人体血管分支较多,这种导管对操作技术要求过高,而且容易引发错误和重复操作,增加对人体血管的损伤。目前,出现了多种能够在三维空间主动选择方向的导管机器人,其中形状记忆合... 详细信息

传统的导管远端具有特殊的形状,在插管过程中不能改变。由于人体血管分支较多,这种导管对操作技术要求过高,而且容易引发错误和重复操作,增加对人体血管的损伤。目前,出现了多种能够在三维空间主动选择方向的导管机器人,其中形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA)驱动的导管机器人成功地进行了测试,但有关的研究主要集中在设计和加工工艺方面,本文对其动态特性进行了研究。建立了单SMA螺旋弹簧驱动和双SMA螺旋弹簧驱动导管机器人的动力学模型,并分别实现了对这两种导管机器人的运动控制。主要包括:单SMA驱动器和双SMA驱动器动力学建模、单SMA驱动导管机器人的pid和模糊pid控制、双SMA驱动导管机器人的双输入双输出(Two-input Two-output, TITO) pid控制与TITO模糊控制。在对机器人弯曲轴线进行圆弧假设的基础上,结合SMA的本构方程以及传热方程,建立了单SMA驱动导管机器人的动力学模型。通过仿真和实验对所推导的模型能否描述这种SMA驱动结构的特性进行了验证。对多驱动器驱动导管机器人的力学方程进行了推导,结合单SMA驱动导管机器人的模型,建立了双SMA驱动导管机器人的动力学模型,并通过仿真对其进行了验证。研究了单SMA驱动导管机器人的运动控制方法。针对系统方程高度耦合不能进行拉普拉斯变换获得传递函数以及SMA驱动器存在高度非线性的特点,分别采用了传统pid和参数自整定模糊pid控制方法,并对系统仿真结果进行了比较。pid控制器采用Z-N参数整定法获得pid控制器的各个控制参数,简单易行;模糊pid结合了pid和模糊控制的优点,通过模糊控制对pid的三个参数进行自整定调节。研究了双SMA驱动导管机器人的运动控制方法。针对系统的2个自由度存在强的耦合特性,分别采用了TITO pid和TITO模糊控制的方法,并对系统仿真结果进行了比较。对于TITO pid控制器,通过分析两个驱动器的电压与偏转角度之间存在的关系,提出了电压比例分配函数的概念,利用一个PI控制器对这种关系的不准确性进行补偿来实现控制;对于TITO模糊控制器,在总结传统模糊控制缺点的基础上,采用一个模糊pid控制器对弯曲角度进行控制,采用一个模糊控制器对偏转角度进行控制,同时采用一个解耦模糊控制器补偿系统的耦合来实现控制。

关键词：形状记忆合金导管机器人动力学模型模糊控制参数自整定模糊pid TITO系统

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基于移动终端的卷盘式喷灌机入机变压供水控制系统

基于移动终端的卷盘式喷灌机入机变压供水控制系统

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作者：杨磊江苏大学

学位级别：硕士

在我国,农业发展关乎国计民生,农业用水占全年用水量的70%以上,因此,结合先进科学技术,发展与喷灌、滴灌等节水灌溉技术相融合的高效、新型农业灌溉装备是我国未来农业发展的必然方向。卷盘式喷灌机因具有性价比高、易于操作、维护相对... 详细信息

在我国,农业发展关乎国计民生,农业用水占全年用水量的70%以上,因此,结合先进科学技术,发展与喷灌、滴灌等节水灌溉技术相融合的高效、新型农业灌溉装备是我国未来农业发展的必然方向。卷盘式喷灌机因具有性价比高、易于操作、维护相对简单、喷灌效率高等优点,广泛应用于我国东北、华北等农作物产区。喷洒均匀性是衡量喷灌作业效果重要指标之一,传统卷盘式喷灌机采用水涡轮驱动卷盘旋转回收PE软管,回收速度不易控制、低速工况差,随着喷灌作业的进行,水流管路压力损耗逐渐增加,喷头处水流压力不断降低,喷头处出水流量也不断下降,导致喷洒均匀性降低。针对以上问题,本文以我国使用率较高的JP75型卷盘式喷灌机为例,在国家重点研发计划课题“基于清洁能源驱动的水肥一体化卷盘式喷灌机研制”（项目编号:2016YFC0400104-04）的资助下,开展了以下研究与试验:1.设计了基于移动终端的卷盘式喷灌机入机变压供水控制系统,基于卷盘式喷灌机螺旋供水盘管损失模型,以系统流量为15m3/h、PE软管回收速度为50m/h的工况为例分析了供水软管压力损失随时间的变化情况。研究了影响卷盘式喷灌机喷洒均匀度的各种因素,对其中的主要影响因素喷头处水流压力设计了基于ST系列M3控制器的参数自整定模糊pid压力控制系统,并编写了相应的控制器程序代码。2.针对卷盘式喷灌机供水水泵系统复杂多变、耦合性强、非线性的特点,传统过程控制技术无法达到满意的调控效果。采用模型辨识的方法,从机理分析与试验验证方面,对卷盘式喷灌机供水水泵系统进行研究,构建了在不同阶跃输入下输出响应的传递函数,发现了供水水泵系统的模型与参数随着工况的不同而改变。3.创新设计了一种变入机压力的参数自整定的模糊pid控制算法。为保持卷盘式喷灌机喷头处水压基本稳定,建立了基于JP75型卷盘式喷灌机具体工况的模糊pid控制器,并采用Simulink建立了传统pid与参数自整定模糊pid的阶跃响应与抗扰动试验,仿真结果表明传统pid的超调量大约为13.14%,响应稳定时间为10.2s,参数自整定模糊pid的超调量为7.83%,调节时间为8.9s左右,模糊pid控制器会根据不同输入快速、自动地调整系统各项参数到最优解。4.分析JP75型卷盘式喷灌机具体作业要求,设计了基于Android系统的远程移动控制终端程序,通过GPRS无线传输模块完成与系统M3主控制器的无线连接,实现了远程监控卷盘式喷灌机现场作业的功能。使用本课题组研发的卷盘式喷灌机驱动装置试验,控制PE软管匀速回收,与本系统设计的入机变压供水控制相结合,通过试验验证,卷盘式喷灌机喷头处水流压力基本稳定在设定值,远程移动控制终端程序可以实现现场工况的实时显示与更新,一次完整喷灌作业入机压力最大误差为2.69%,喷头入口压力最大误差为3.32%,符合工程规范。

关键词：卷盘式喷灌机变入机压力参数自整定模糊pid 模型辨识远程移动控制终端程序

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高功率因数斯特林制冷机驱动控制系统设计

高功率因数斯特林制冷机驱动控制系统设计

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作者：谭广颖东南大学

学位级别：硕士

斯特林制冷技术作为低温技术的一个重要分支,相比于传统的蒸汽压缩节流制冷系统,其系统制冷剂无污染、制冷温区广、效率高,在节能环保方面优势明显,广泛应用于航空航天、军事、超导、低温电子学等领域。其中,直线驱动型自由活塞式斯特... 详细信息

斯特林制冷技术作为低温技术的一个重要分支,相比于传统的蒸汽压缩节流制冷系统,其系统制冷剂无污染、制冷温区广、效率高,在节能环保方面优势明显,广泛应用于航空航天、军事、超导、低温电子学等领域。其中,直线驱动型自由活塞式斯特林制冷机(Free-piston Stirling Cooler,FPSC)因其结构紧凑、重量轻、噪声低、磨损小、可靠性高、寿命长等优点获得越来越多的关注。但由于斯特林制冷机的技术和生产成本较高,针对大冷量斯特林制冷机的控制器研究还处于起步阶段。另外,随着电网对电能质量的要求逐步提高,有源功率因数校正技术(Active Power Factor Correction,APFC)作为一种有效的谐波治理手段,在电机控制中的应用日益广泛。论文首先介绍了斯特林制冷机及其控制系统、APFC技术和温度过程控制技术的研究现状。根据实际控制需求,基于dsPIC30F4011主控芯片构建了单相直线FPSC控制系统,给出了其软硬件设计过程。硬件系统包括逆变主电路、信号采样与调理电路、串口通信电路、辅助开关电源等;软件设计包括主程序结构、单片机SPWM的软件实现、AD采样的优化方法、电机的软启动和缓关断以及上位机程序。接着,在分析APFC原理与实现方法的基础上,详细推导了单周期控制方法的控制方程,并基于IR1155设计了输出直流电压400V、最大功率1kW的有源功率因数校正器,具体说明了其功率电路和控制电路的设计过程,着重介绍了高频功率电感的设计方法。其次,在分析常规pid控制原理的基础上,用一阶惯性时滞环节对斯特林制冷过程的温度响应模型进行近似,基于此模型进行了MATLAB仿真。分析了常规pid在大惯性长时滞复杂过程控制中存在的缺陷,进一步引入模糊控制对其进行优化,形成了参数自整定模糊pid温度控制方法,详细阐述了其设计过程,说明了其软件实现方法,通过仿真验证了其有效性。最后,搭建了单相直线FPSC实验平台,进行了实验研究。实验包括功率因数校正器的稳态和动态性能测试,逆变器和辅助电源的性能以及温控性能测试。实验结果表明,优化温控方法下的温度响应具有良好的稳态和动态性能,所设计的控制系统各项性能满足设计要求。

关键词： FPSC dsPIC30F4011 APFC 单周期控制 IR1155 参数自整定模糊pid

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