基于模糊自寻优控制方法的自动频率跟踪

本文研究了功率超声外科手术设备的自动频率跟踪技术。首先,分析了功率超声振动系统中振速与频率之间关系,把频率跟踪过程表述为一维变极值点的寻优问题。然后,结合自寻最优自适应控制方法和模糊控制方法.提出了一种模糊自寻优控制方法来实现自动频率跟踪。通过对梯度自寻优控制方法和模糊自寻优控制方法进行实验比较,得出模糊自寻优控制方法能够解决频率瞬变漂移的跟踪问题。     

基于自适应模糊PID控制的农用作业机械轨迹跟踪系统研究

为实现具备大转向间隙特征的智能农业作业机械的轨迹跟踪的稳定性和精确性,提出了一种新型的自适应模糊PID控制器。首先,基于预瞄跟踪理论,建立二自由度(2-DOF)车辆横向误差模型,并推算出其航向角误差。然后,提出了基于转角前馈补偿的自适应模糊控制器,根据驾驶员特性,建立模糊控制规则。最后,利用Carsim与Simulink进行联合仿真验证。结果表明:相比传统PID控制器,自适应模糊PID控制器可以有效地解决大转向间隙造成的转向控制稳定性问题,减少智能农机轨迹跟踪时的调整时间,提高跟踪精度,对较差的车况和工作环境具有较强的适应性和鲁棒性。     

变速器疲劳寿命试验台油温控制系统设计与仿真

根据变速器疲劳寿命试验台对油温控制系统的要求,设计了试验台的油温控制方案。针对系统存在的严重滞后性和非线性等特点,结合传统的PID控制器和模糊控制器设计了一套基于自适应模糊PID控制器的油温控制系统。根据温控系统的工作原理及工程经验,借助Matlab中的Simulink仿真平台,建立了3种控制方式的控制模型,并将自适应模糊PID控制与传统PID和模糊控制器进行仿真对比,最后进行了抗干扰性分析。仿真结果表明:采用自适应模糊PID控制的油温控制系统精度更高,稳定性更好,具有较好的鲁棒性和适应能力。     

北方后墙体阳光温室模糊PID温度控制系统研究

现代温室技术已经成为农业科技发展过程中的重要标志.针对北方寒冷地区温室的越冬问题,本文以碳纤维地热装置为主要控制对象,采用模糊PID控制方法研究温室温度控制系统,利用Matlab的Simulink仿真工具箱对比三种控制方法(PID控制、模糊控制与模糊PID控制)进行仿真实验,结果表明,模糊PID的控制效果在超调量和调节时间上都优于PID控制和模糊控制,能够提高系统的控制精度和稳定性.     

采用模糊逻辑的移动机器人轨迹跟踪

针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。     

基于模糊PID的双注浆泵同步系统的仿真与研究

针对传统双注浆泵同步系统中同步精度难以保证的问题,提出了基于模糊PID控制的双注浆泵同步系统。利用电液比例阀控制液压缸,液压缸活塞杆直接控制注浆泵活塞,因此,可以通过控制液压缸活塞杆位移,保证注浆泵活塞位移同步,从而使双注浆泵的进料与出料过程同步。采用AMESim/Simulink对该系统进行联合仿真,并进行了实验验证,与传统无模糊PID控制该系统的结果对比,结果表明,模糊PID控制可以有效改善同步注浆系统的控制精度。     

模糊自适应PID对保险粉合成pH值的控制研究

保险粉合成过程pH值控制存在非线性、时滞性、不确定性问题,采用常规PID控制结合人工控制的方式无法实现参数自调整,对pH值的控制很难达到预期效果,为此,提出了模糊自适应PID控制方法。介绍了保险粉合成原理及反应方程式,分析酸碱中和pH值控制并确定系统的传递函数,设计了模糊自适应PID控制器,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,并进行了实验验证,结果表明：模糊自适应PID控制与常规PID控制相比,具有超调量小、调节时间短、抗干扰能力强等优点,实现了对pH值的有效控制。     

模糊控制动刀式浓度变送调节器的研究

分析了动刀式浓度传感器的动力学系统模型,给出了传感器结构设计方法.采用了模糊逻辑控制算法,克服了浓度控制过程中控制对象和执行器均为惯性环节,传统PID控制算法无法消除在线浓度测量严重滞后的难题.具体给出了模糊算法的设计方法和应用结果,实际应用表明该浓度变送调节器具有稳态响应快、超调量小,精度高,克服了PID小幅振荡的现象.     

柔性机器人的模糊神经网络控制研究

对具有未知或变化动力学特性的两连杆柔性机器人的轨迹跟踪问题进行了研究。采用Lagrange-Euler 方程建立了柔性机器人的动力学方程。鉴于柔性机器人的高度非线性和复杂性,用智能控制策略对系统进行控制,其中在系统的反馈控制回路上设计了模糊逻辑控制器,在前馈回路上设计了动态回归神经网络控制器。在三组不同阶跃输入条件下,对模糊逻辑及智能控制器进行了仿真研究。结果证明该方案可使系统性能得到极大的改善。     

基于磁流变液的行星探测器传动装置速度控制策略

在变重力环境下,采用啮合传动元件的行星探测器传动装置受柔性关节影响较大。此外,行星探测器在工作过程中不可避免地会有爬升或克服障碍的动作,会对传动系统中啮合部件造成较大磨损。因此,提出变重力环境下磁流变液剪切屈服应力计算模型,阐述了磁流变液传动装置(MFTD)的结构和原理并建立MFTD控制系统的传递函数,采用磁流变液作为工作介质可大大降低传动装置接触摩擦损失。另外,设计自适应模糊PID速度控制策略并比较了常规PID控制与自适应模糊PID速度控制方式的仿真和实验测试,实验数据显示自适应模糊PID控制能够有效减小传动系统速度波动、快速调整到期望速度值以及具有较高的运动稳定性等优点。     

机械振动对激光填丝焊接接头组织和疲劳性能影响

针对激光填丝焊接过程中存在气孔、飞溅、夹渣和疲劳性能差等缺点，课题组提出了基于机械振动技术的激光填丝焊接方法。课题组采用机械振动与激光填丝焊接相耦合的方法研究了机械振动对焊缝形貌、组织、力学性能和断裂机理的影响。结果表明：机械振动可以改善316不锈钢焊接接头，减少焊缝中的柱状晶，增加树枝晶和等轴晶，提高了焊缝硬度；3种振动频率下焊接接头的残余应力均较高，与振动频率0和524 Hz相比，1 055 Hz振动频率的焊缝残余应力更低；疲劳断口均呈解理断裂，但是与524 Hz振动频率相比，1 055 Hz振动频率具有更低的裂纹扩展率，更好的疲劳性能。     

粒子群优化变论域模糊PID的永磁同步电机矢量控制策略

永磁同步电机具有结构简单、噪音低、效率高等优点而得到广泛应用。但是传统的矢量控制方法已经不能满足当前产业的控制需要,为了获得更好的控制性能,在普通PID控制的基础上,提出了一种基于粒子群算法优化的变论域模糊PID控制方法。分析永磁同步电机矢量控制原理,并建立了PMSM在dq坐标系下的数学模型,设计了基于PSO的变论域模糊PID控制器,利用Matlab/Simulink搭建i_d=0矢量控制下的PMSM调速系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,基于粒子群优化的变论域模糊PID控制方法在具备传统模糊控制和PID控制算法优点的同时,利用粒子群算法得到最佳模糊论域,提高了永磁同步电机控制系统的动态响应速度,减少了超调和波动。     

双闭环模糊PID控制器在倒立摆系统中的应用

本文基于双闭环模糊PID调节器建立小车倒立摆模糊控制系统,采用模糊PID控制方法,在线自整定PID参数Kp、Ki、Kd,通过仿真分析其基本控制特性、抗干扰特性及其鲁棒特性。     

GMM驱动镗杆镗削倒锥形销孑L闭环控制研究

针对GMM智能镗杆镗削异形销孔控制难度大的问题,以现有的控制系统硬件为基础,进行了DSP控制系统的 软件设计,包括A/D采集、反馈检测算法和闭环控制算法的编程实现。并在此基础上开展了控制系统整体性能的测试 实验,分别采用开环逆模型补偿控制、普通PID控制和前馈逆补偿PID控制3种控制方法对实际加工活塞销孔的刀具轨 迹进行了相应的轨迹跟踪实验。实验结果表明,对于低频加工轨迹,采用前馈逆模型补偿PID控制精度比开环逆模型补 偿控制精度要高,达到预期的技术指标。所建立的闭环控制系统具有很好的应用效果。     

PLC实现的模糊PID控制器研究

设计了模糊PID控制器,在MTLAB环境下离线计算出了查询表,采用西门子S7—300在Step7软件中利用查表法实现了程序的设计。结合一阶模型进行实验,结果表明,这种方法能在线调整PID参数,取得了不错的效果。     

改进模糊控制自整定伺服系统PID控制器的研究

随着数控技术的发展,传统的PID整定方式已经不能满足伺服系统的控制要求。改进遗传算法应用到模糊控制中,对隶属度函数和控制规则进行在线自整定,设计出改进模糊PID整定器。采用设计好的改进模糊PID控制器应用到伺服系统的控制结构图中,在MATLAB的simulink里面进行建模仿真,与常规的模糊PID控制器进行比较,仿真结果表明:改进模糊PID控制器具有较好的快速响应能力、系统稳定性和抗干扰能力。     

疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高，不能实现实时性等缺点，文章提出了基 于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求，设计了摄像头位置可自动调整 的疲劳裂纹图像采集系统，包括摄像头安装运动装置，裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高 分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头，光源照明装置和图像采集卡组成，前3者安装在摄像头支架上，与摄像头运动 装置相连。摄像头运动装置中的X，Y，，Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统 的控制下摄像头可沿X，Y，，Z轴作高精度直线运动，实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明，所设计的系统可 采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像，满足下一步裂绞尺寸计算的要求；摄像头运动定 位精度可达到0. 02 mm，满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。     

开关变换器多频率控制方法研究

提出并研究了一种新颖的开关变换器控制方法——多频率(multifrequency)控制方法。该方法在每一个开关周期结束时刻采样输出电压,对其所处的电压区间进行判断,并由此采用相应频率的不同控制脉冲对开关变换器进行控制,以调整变换器输出电压。多频率控制方法具有控制算法简单、开关变换器稳定性好、瞬态响应速度快、电磁干扰噪声小、轻载效率高等优点。相比于双频率控制,多频率控制不仅可以拓宽开关变换器输出功率范围,还可以降低开关变换器输出电压纹波。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于模糊PID的矿浆预热器液位控制系统设计

针对高压酸浸工艺中矿浆预热器液位控制过程存在的大滞后、非线性、特性变化快等问题,以低温预热器为研究对象对矿浆液位控制进行研究.建立低温预热器液位数学模型,运用模糊PID方法对液位进行控制,采用Matlab平台进行仿真研究.仿真结果表明:模糊PID控制比单纯PID控制鲁棒性强、稳定性和动态性能好.     

智能车辆路径跟踪横向控制研究

针对传统基于单一控制方法的车辆路径跟踪控制算法无法准确跟踪路径的缺点,以智能车作为研究对象,提出基于预瞄控制和模糊滑模控制的车辆横向控制算法。基于智能车在横向控制中的运动特性,建立横向和横摆两个自由度的车辆模型。针对传统基于反馈控制的方法实时性差的缺点,通过建立预瞄模型来获取预瞄偏差,保证车辆在行驶中提前预估前方道路环境信息,提高实时性。基于滑模和模糊控制,设计了智能车辆路径跟踪横向控制器。采用由集成偏差组成的滑模切换函数及其微分作为控制器的输入,把对误差的控制转化为对滑模函数的控制,保证了车辆转向时的稳定性。Matlab/Simulink的仿真结果表明:智能车辆路径跟踪横向控制器能够在曲率急剧变化的路段实现路径准确跟踪,满足车辆实际行驶要求。