检索结果-内蒙古大学图书馆

北华大学学报（自然科学版） 2023年第5期24卷 671-677页

作者：任乐天宋超韩俊杰金昱岐刘德君北华大学电气与信息工程学院吉林吉林132021 北华大学工程训练中心吉林吉林132021

为提高交错并联双向DC/DC变换器的动态性能与抗干扰能力,提出一种基于模糊神经网络pid的控制方法.建立并联交错双向DC/DC变换器的小信号数学模型,得到输出电压与电感电流的传递函数;设计模糊神经网络pid控制器,应用到变换器双闭环控制... 详细信息

为提高交错并联双向DC/DC变换器的动态性能与抗干扰能力,提出一种基于模糊神经网络pid的控制方法.建立并联交错双向DC/DC变换器的小信号数学模型,得到输出电压与电感电流的传递函数;设计模糊神经网络pid控制器,应用到变换器双闭环控制的电压外环.仿真结果表明:与模糊pid控制、RBF神经网络pid控制相比,Buck模式下,模糊神经网络pid控制下的变换器输出电压达到稳态的时间为15 ms,超调量为1%,加入扰动后30 ms即可恢复稳态;Boost模式下的仿真结果与Buck模式相似,证明了模糊神经网络pid控制方法的优越性和有效性.

关键词：交错并联双向DC/DC变换器模糊神经网络pid控制改进粒子群算法

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基于模糊神经网络pid在曝气池溶解氧控制系统中的应用

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中华纸业 2019年第6期40卷 25-30页

作者：叶凤英胡慕伊南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室南京210037

对于造纸污水处理中的曝气池控制系统,由于溶解氧浓度控制存在着大滞后,非线性以及波动大,难以确定数学模型等问题,本研究提出了模糊神经网络pid控制溶解氧浓度。利用MATLAB对算法进行仿真,结果表明,该控制器鲁棒性好,超调量小,响应迅速。

关键词：溶解氧浓度曝气池模糊神经网络pid控制 MATLAB仿真

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基于阻尼连续可调的两级ISD悬架系统控制策略研究

基于阻尼连续可调的两级ISD悬架系统控制策略研究

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作者：金林浩北方工业大学

学位级别：硕士

悬架系统作为汽车底盘中重要的一环,其性能会直接关系到汽车的驾驶表现和乘坐舒适体验。传统的“弹簧—阻尼器”悬架发展至今,由于自身结构的限制,已然无法满足现代的需求,而“惯容器—弹簧—阻尼器”为结构的悬架形式显然会成为未来的... 详细信息

悬架系统作为汽车底盘中重要的一环,其性能会直接关系到汽车的驾驶表现和乘坐舒适体验。传统的“弹簧—阻尼器”悬架发展至今,由于自身结构的限制,已然无法满足现代的需求,而“惯容器—弹簧—阻尼器”为结构的悬架形式显然会成为未来的研究重心。目前惯容器在被动悬架系统的应用已被广泛的研究,但其在磁流变半主动悬架上的运用则相对较少见,并且为其设计有效的控制策略也是一大挑战。本文将惯容器应用到半主动悬架系统中,提出两级式半主动惯容悬架模型,即两级式ISD半主动悬架,并对其进行动力学仿真建模,同时构建磁流变阻尼器的正逆向模型,设计控制策略以控制该悬架系统,使其更有效地兼顾乘坐舒适性与操控稳定性。本文研究的主要内容如下: (1)建立磁流变阻尼器正逆模型。基于磁流变阻尼器正模型存在非线性滞回特性,选择描述非线性滞回特性不错的Spencer模型作为正模型;由于悬架系统响应快的特点,选择Bingham模型进行推导得到磁流变阻尼器逆模型。最后在Matlab/Simulink中建立磁流变阻尼器正逆模型进行仿真测试。 (2)提出两级式ISD半主动悬架的结构,并推导建立其四分之一悬架模型。然后确定悬架性能的评价指标,并且建立三种类型路面激励模型:随机路面、颠簸路面以及凸块路面,随机路面采用白噪声滤波模型,颠簸路面采用正弦路面激励模型,凸块路面采用冲击路面激励模型,对ISD半主动悬架和路面激励模型进行仿真测试。 (3)设计pid控制策略。首先根据降低车身加速度的优化目标设计pid控制器。由于pid的三个参数无法在系统状态变化时进行自主地调节,设计模糊pid控制器,以更好地消除车身速度的误差和车身加速度误差,并基于实验经验与相关资料制定模糊规则。在随机路面、正弦路面以及冲击路面条件下进行仿真测试。 (4)设计模糊神经网络pid控制和基于灰狼优化的模糊神经网络pid控制策略。结合神经网络设计出模糊神经网络pid控制器,针对模糊神经网络初始参数对pid参数调整效果有较大影响的特点,引入智能优化算法,提出一种基于灰狼优化算法的模糊神经网络pid控制器。以悬架性能指标作为目标函数,使用灰狼优化算法搜索模糊神经网络的最优初始参数,使其获得最佳参数,以此达到最佳的悬架控制效果。并在三种路面条件下进行仿真测试。 (5)仿真验证。仿真结果表明基于灰狼优化的模糊神经网络pid控制器相较于模糊神经网络pid控制器和模糊pid控制器拥有更佳的控制效果。体现出本文所设计的控制器能够有效地结合了灰狼寻优的能力和模糊神经网络自适应调整的能力,使车辆拥有更好的乘坐舒适性与驾驶体验。

关键词：惯容器 ISD半主动悬架模糊神经网络pid控制灰狼优化算法

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高温移动壁面射流冲击实验控制系统的设计

高温移动壁面射流冲击实验控制系统的设计

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作者：陈驰临沂大学

学位级别：硕士

针对目前热轧板带钢轧后控制系统和高强度冷却实验存在的不足,深入探讨高强度冷却工艺过程及控制系统的优化,提出针对性的控制策略,通过仿真实验验证控制方法的有效性,为高温移动壁面射流冲击实验过程控制提供理论支撑和技术指导。本课... 详细信息

针对目前热轧板带钢轧后控制系统和高强度冷却实验存在的不足,深入探讨高强度冷却工艺过程及控制系统的优化,提出针对性的控制策略,通过仿真实验验证控制方法的有效性,为高温移动壁面射流冲击实验过程控制提供理论支撑和技术指导。本课题以高温移动壁面射流冲击实验为研究对象,对目前高温移动壁面射流冲击实验中存在的控制方法简单,高温钢板冷却温度难以进行实时监测,钢板温度控制精度未能达到实验要求,进行深入的研究。论文完成的主要工作如下: 首先,对高温移动壁面射流冲击实验控制系统的工艺流程进行分析,根据射流冲击实验控制系统存在的问题,提出了改进方案。其次,详细分析了高温移动壁面射流冲击实验控制系统的控制策略。提出将冷却部分分为三段,其中高强度冷却段与常规冷却粗调段由预设定模块控制;分析实验数据,建立相应的冷却数学模型,设计模糊pid控制器,分析发现模糊pid存在经验优先的问题,提出一种结合神经网络与模糊控制的模糊神经网络pid控制。然后,在MATLAB的Simulink模块中进行模型构建及仿真实验。针对pid控制、模糊pid控制、模糊神经网络pid控制进行阶跃、干扰仿真实验。实验结果表明,提出的控制方法在响应时间、超调量以及系统抗干扰能力等方面均表现出色,显著提升系统的性能。最后,对射流冲击实验控制系统的硬件和软件进行设计。硬件部分以PLC为核心,完成对高温钢板射流冲击冷却过程中钢板温度、集管水压、集管流量等数据的采集,对执行机构如水泵和阀门实现自动化控制;软件部分设计数据实时采集、冷却水压力控制、报警等程序;设计上位机,可以方便用户查看系统的运行状况、调节控制参数、以及进行设备报警。

关键词：射流冲击模糊神经网络pid控制温度控制 PLC

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立体车库堆垛机位置控制及存取车调度优化方法研究

立体车库堆垛机位置控制及存取车调度优化方法研究

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作者：陈敏中北大学

学位级别：硕士

随着汽车产业的快速发展,我国汽车保有量在连年剧增,据统计2022年我国汽车保有量已达3.19亿辆,这在我国土地资源紧缺的现状下将造成严重的停车问题。此时人们将眼光投向了立体车库,其将成为解决我国停车难问题的重要途径。立体车库的使... 详细信息

随着汽车产业的快速发展,我国汽车保有量在连年剧增,据统计2022年我国汽车保有量已达3.19亿辆,这在我国土地资源紧缺的现状下将造成严重的停车问题。此时人们将眼光投向了立体车库,其将成为解决我国停车难问题的重要途径。立体车库的使用不仅能增加车位数量,提高空间利用率,还能使存取车过程更加安全、快捷,对停车行业的发展和运营都有极大的益处。其中巷道堆垛式立体车库凭借其自身的优势,被广泛应用于多种场合,如商场、住宅区、医院等。但由于我国对立体车库的研究起步较晚,所以立体车库还存在一些存取效率低、用户等待时间长等问题。基于以上问题,本论文以巷道堆垛式立体车库为背景,完成了对其堆垛机位置控制和存取车调度优化方法的研究。具体研究工作如下:(1)分析了堆垛机位置控制方案,建立位置控制系统数学模型。针对传统pid控制不适应非线性、大时滞等复杂系统的缺点,提出了模糊神经网络pid。此控制方法是在传统pid的基础上引入模糊控制算法和神经网络算法,以提高位置控制系统的快速性和稳定性。(2)以堆垛机位置控制系统数学模型为对象,在Matlab软件中搭建仿真模块,并在有扰动和无扰动两种情况下,使用pid、模糊pid及模糊神经网络pid三种控制算法对位置控制系统作仿真实验。结果显示,本文所提算法改善了传统pid易产生超调、易失稳等问题;同时也解决了模糊pid缺乏自我调节的缺陷。整体提高了系统的动态响应速度和抗干扰性能。验证了模糊神经网络pid在解决堆垛机位置控制上的有效性。(3)结合巷道堆垛式立体车库的结构特点及运行原理,建立三种不同策略下的存取车总时间数学模型。以减少用户存取车时间、提高车库运行效率为目的,提出了一种改进灰狼优化(IGWO)算法:首先采用两段式混合编码方式对车位信息进行编码,然后引入离散个体间距离计算公式以及遗传算法的交叉操作,对灰狼个体位置更新策略进行改进研究。最后针对灰狼算法易陷入局部最优的缺陷,设计了一种基于“破坏解”和“修复解”的局部搜索策略,应用于算法迭代的后期,避免算法早熟。为了验证本文所提算法的有效性,在车库调度优化模型的基础上将此算法与灰狼算法(GWO)、改进遗传算法(IGA)和改进粒子群算法(PSO＿GA＿SA)作比较实验,结果表明,IGWO算法比其他三种算法寻优精度高,收敛速度快,在求解车库调度问题上占有优势。综上所述本文旨在改进堆垛机位置控制系统和提高立体车库存取车效率,致力于设计出准确定位、稳定运行、快速存取的高效率立体车库。

关键词：立体车库堆垛机模糊神经网络pid控制调度优化改进灰狼算法

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SMA驱动软体手指康复机器人控制系统设计

SMA驱动软体手指康复机器人控制系统设计

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作者：吕佩伦东北林业大学

学位级别：硕士

由于脑卒中（脑中风）、外部创伤等原因,易造成患者神经功能损伤,使其手部失去自主运动能力,严重影响患者的日常生活。传统的手功能康复治疗,完全依赖康复治疗师的经验对患者康复情况进行判断,适时调整康复策略,康复成本高、效率低,难... 详细信息

由于脑卒中（脑中风）、外部创伤等原因,易造成患者神经功能损伤,使其手部失去自主运动能力,严重影响患者的日常生活。传统的手功能康复治疗,完全依赖康复治疗师的经验对患者康复情况进行判断,适时调整康复策略,康复成本高、效率低,难以满足患者日常康复的需求,随着智能机器人技术的发展,通过手功能康复机器人辅助患者完成康复训练成为了更加有效的方法。本文基于手指骨骼结构和肌肉运动机理分析,设计一种形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）丝驱动软体手指康复机器人,构建SMA致动器的驱动模型,结合手指康复策略提出基于SMA电阻反馈的模糊神经网络pid控制算法,搭建软体手指康复机器人控制系统试验平台,对软体手指康复机器人的运动性能和位姿控制效果进行试验研究。首先,基于手指肌肉、骨骼结构运动机理分析,设计一种用于手指功能康复训练的SMA丝驱动软体手指康复机器人的机械结构。基于SMA热力学模型、本构、相变模型、电阻-应力-应变模型和软体手指康复机器人运动模型,建立康复机器人驱动模型,并对其进行仿真分析。其次,针对SMA控制过程中的非线性迟滞问题,提出基于SMA电阻自反馈的模糊神经网络pid控制算法,结合手指康复训练策略,对控制算法的特性进行仿真分析,设计软体手指康复机器人控制系统。最后,研制SMA驱动软体手指康复机器人样机,搭建SMA丝驱动性能测控试验平台和软体手指康复机器人控制试验平台,试验研究手指康复机器人控制性能。试验结果表明,软体手指康复机器人能够辅助手指实现平稳屈曲和伸展运动,可以实现辅助抓取日常生活中的物品,手指各关节运动范围能达到正常人手的87%以上,模糊神经网络pid和传统pid相比,响应时间更短,超调量更小,弯曲角度误差小于3°,康复运动频率可达6次/分钟。

关键词：手指功能康复机器人形状记忆合金康复策略模糊神经网络pid控制

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移动式散养鸡舍环境监控系统设计

移动式散养鸡舍环境监控系统设计

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作者：刘洽河北农业大学

学位级别：硕士

目前我国家禽产业已有40多年的发展历史,家禽业的发展不仅促进了国民经济的增长,而且在人民生活方面发挥着重要作用。然而,在规模化、集约化的养殖模式下,品质较差的产品已不能满足居民的需求。林下生态养鸡,利用林间绿色环保的生态环境... 详细信息

目前我国家禽产业已有40多年的发展历史,家禽业的发展不仅促进了国民经济的增长,而且在人民生活方面发挥着重要作用。然而,在规模化、集约化的养殖模式下,品质较差的产品已不能满足居民的需求。林下生态养鸡,利用林间绿色环保的生态环境,结合传统与现代养殖技术,是生态养殖发展的方向,且其模式越来越受到人们的青睐。本系统结合现代化散养鸡舍特点,根据鸡只生长需求,针对散养鸡舍设计了一种环境监控系统。整个系统主要完成了以下3部分内容:鸡舍结构搭建、软硬件设计、算法选择。鸡舍整体结构由生态复合板和泡沫夹芯保温隔热板组成,重量轻便、方便拆卸和运输;其墙壁的玻璃窗满足了鸡只在生长过程中对采光度的要求、屋顶装设的防风绳保证了鸡舍的稳固性、且设有两侧加装两排小滑轮的可锁式收集鸡蛋装置等,为保障鸡舍的环境条件进行了科学合理的设计。硬件部分以西门子S7-200 SMART PLC为核心,以多种传感器、电源、执行部件和远程无线通讯模块等作为外围模块设计了硬件系统,完成了信号的采集与处理。同时,采用Wincc flexible监控组态软件设计了人机交互界面,以方便用户操作系统,通过组态画面显示下位机传送的参数、执行部件状态、故障报警等信息,也可提供实时数据与历史数据查询、参数设定等功能。使用4G路由器,作为WIFI无线通讯模块,实现鸡舍的远距离实时监控与数据查询。软件部分完成了初始化程序设计、数据采集和控制程序设计以及通信模块设计等。算法部分选取了模糊神经网络pid控制方式进行鸡舍温度控制。通过分析模糊神经网络pid控制原理,建立被控对象模型并根据控制理论设计了控制程序,实现了系统可根据适宜鸡只生长的温度来控制温度装置。系统仿真结果表明,所设计的温度控制系统运行稳定、抗干扰能力强。论文最后在系统测试过程中对鸡舍环境参数值进行了采样,并通过EXCEL软件对温湿度、有害气体数据进行了对比分析,验证了系统的可行性。

关键词：散养鸡舍监控 PLC 组态软件模糊神经网络pid控制

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纯电动汽车电池参数与电机特性融合控制方法研究

纯电动汽车电池参数与电机特性融合控制方法研究

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作者：张利国西北工业大学

学位级别：博士

要同时满足纯电动汽车动力性能和续航能力的需求,单纯的电池管理或电机控制是从个体对象上发挥能量的利用效率,为充分发挥动力电池的能量作用,从整车系统效率优化角度使动力电池与电机驱动系统(Power Battery and Motor Drive Systems P... 详细信息

要同时满足纯电动汽车动力性能和续航能力的需求,单纯的电池管理或电机控制是从个体对象上发挥能量的利用效率,为充分发挥动力电池的能量作用,从整车系统效率优化角度使动力电池与电机驱动系统(Power Battery and Motor Drive Systems PBMDS)协同工作。从电池能量分配角度看到对电机控制性能的影响,同时对电机的控制也要看到电池性能的变化,建立起能够实现整体分析和进行融合控制的PBMDS模型,采用基于电池参数的电机融合控制方法,提升纯电动汽车的动力性能,提高动力电池的能量利用率。论文对纯电动汽车PBMDS融合控制相关技术研究,得到如下研究成果:1.为实现PBMDS的融合控制和理论分析,从电机运行特性角度观察电池参数变化,从电池参数变化角度分析对电机特性的影响,本文建立了基于电池动态参数V-RC等效电路模型和电机统一等效电路的联合模型。采用变参数二阶RC回路细化并模拟电池极化特性,电池模型中增加一个恒压源动态定向模拟电压迟滞特性,新模型具有电池全SOC模拟精度,更精确的反应了电池动态特性,且可降低模型参数辨识误差;基于双反应理论及相量变换引入新参数建立电机统一电路模型,试验可确定的电机新参数在考虑电机铁损的情况下较准确地模拟了电机的凸极效应;电池与电机模型通过逆变器耦合得到联合模型。2.针对建立具有自适应性的电池模型参数辨识方法,实现动态参数电池模型全SOC下的参数辨识,提出一种多频交流信号注入的电池模型参数辨识方法。该方法可根据模型参数个数自适应匹配注入交流信号,针对电池的不同SOC实现模型参数的多点辨识,是电池SOC由点演化到线的全SOC动态参数辨识。将多参数电路转化为单端网络,采用策动点函数对网络进行分析,建立多参数方程组求解,简化了计算并实现实时在线辨识。该方法递推到全SOC下采样,可确定电池模型每个参数与SOC的函数关系,实现动态参数辨识。电池模型参数辨识精度大大提高,可扩展到多种电池模型参数辨识,并且该方法将在电池参数SOC估计中起重要作用。3.针对降低电池SOC估计误差,提高融合控制中电池SOC估计精度,提出基于动态参数V-RC模型的自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)电池SOC估计方法。AEKF估计电池SOC依赖电池模型精度,相较采用传统固定参数模型,该方法采用电池动态参数模型可使电池SOC估计误差降低。采用全SOC下的多频交流信号注入的电池模型参数辨识可加速AEKF算法,辨识数据拟合后送AEKF实时更新迭代算法实现SOC估计。所采用的方法对于初始条件和不确定噪声的误差仅仅造成SOC估计很短时间的波动,自适应滤波器能够根据系统的状态进行实时估计和修正,具有较好的系统发散的抑制性,误差在短时间内迅速降低,系统估计精度提高。4.为通过融合控制提升电动汽车驱动性能,预判PBMDS可实现工况。在电机控制中引入电池参数相关量,提出基于电池参数与电机特性的融合控制方法。在电机起动控制和巡航控制中均引入电池参数SOC和SOH,电机控制是在限定的能量下实现预期控制。该方法以动力电池实时参数作为电机起动判断依据,闭环判定满足起动条件的起动电流,相较传统电机起动控制避免电流给定过大造成能量损失。采用自适应模糊pid控制,在线进行模糊推理生成校正量,起动过程中不断检测输入误差,在线调整pid参数,能快速稳定的跟踪给定参考电流,具有强鲁棒性的更高效电机扭矩输出,在保证电动汽车驱动性能的前提下提高能量利用效率。巡航行驶电机控制中融入电池参数实时估计,结合模糊神经网络pid控制方法,针对电动汽车用驱动电机不同工况,通过对神经网络进行训练来记忆模糊控制规则,在模型参数发生变化时,可通过调整控制器在线自学习达到最佳控制效果,相较于单纯电机控制,该方法提升了PBMDS的驱动性能。

关键词：动力电池与电机驱动系统(PBMDS) 电池动态参数V-RC模型电池荷电状态(SOC) 电池健康状态(SOH) 永磁同步电机(PMSM) 模糊神经网络pid控制参数匹配能量效率优化

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基于模糊神经网络风电混合储能系统优化控制

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电力系统保护与控制 2014年第12期42卷 113-118页

作者：卢芸赵永来沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110780

采用风电储能系统来平抑风电波动功率在当今是一个有效的措施,然而储能系统控制策略的好坏直接影响风电系统的技术性能和经济性能。根据超级电容器和蓄电池在功能上的互补性,将其应用在基于双馈电机的风电场中,风电场采用分布整流集中... 详细信息

采用风电储能系统来平抑风电波动功率在当今是一个有效的措施,然而储能系统控制策略的好坏直接影响风电系统的技术性能和经济性能。根据超级电容器和蓄电池在功能上的互补性,将其应用在基于双馈电机的风电场中,风电场采用分布整流集中逆变拓扑控制结构,并对其设计模糊神经pid控制器,采用模糊神经网络算法对混合储能系统pid控制参数进行在线优化。基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,并进行仿真分析,验证了混合储能系统能够提高储能装置的使用寿命。根据储能系统补偿功率和其荷电状态的波动范围,以及对风电波动功率的平滑程度,验证了该控制系统的有效性。

关键词：风力发电双馈电机混合储能模糊神经网络pid控制功率平滑

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基于模糊神经网络的遥控武器站伺服系统pid控制器

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兵工自动化 2010年第9期29卷 75-78页

作者：毛保全汪凡徐礼徐冰川装甲兵工程学院兵器工程系北京100072

针对遥控武器站伺服系统具有间隙、摩擦等非线性、不确定性特征,将pid控制与模糊神经网络进行有机结合。利用多层神经网络提取模糊控制规则,构建模糊神经网络控制器,根据偏差E和偏差变化EC在线调整pid控制器的三个参数。仿真试验表明,... 详细信息

针对遥控武器站伺服系统具有间隙、摩擦等非线性、不确定性特征,将pid控制与模糊神经网络进行有机结合。利用多层神经网络提取模糊控制规则,构建模糊神经网络控制器,根据偏差E和偏差变化EC在线调整pid控制器的三个参数。仿真试验表明,该控制器具有pid控制器精度高,以及模糊神经网络控制器响应速度快、超调小、稳定性高的特点,具有良好的动、稳态特性。

关键词：遥控武器站伺服系统非线性模糊神经网络pid控制参数自整定

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