To develop the pressure control algorithm for active braking of adaptive cruise control（ACC） system,a test bench with real parts of the tested vehicle is built.With the dynamic analysis of the active braking actuato...To develop the pressure control algorithm for active braking of adaptive cruise control（ACC） system,a test bench with real parts of the tested vehicle is built.With the dynamic analysis of the active braking actuators,it is demonstrated that different duty of pulse-width modulation（PWM） signals could control the pressure changing rate of the wheel cylinder.To obtain that signal,a modified proportional-integral-differential（PID） control algorithm is developed using the variable parameter method,the control value reset method,the dead zone method and the integral saturation method.Experimental results show that the delay and overshoot of the pressure response could be reduced considerably using the modified PID algorithm compared with the conventional one.The proposed pressure control algorithm could be used for the further development of the ACC＇s controller.展开更多
鉴于蒸汽压缩式制冷机组蒸发温度T_(e)与过热度D_(sh)的控制回路之间存在强耦合及大惯性、非线性和时延等特性。提出了一种蒸发温度与过热度的前馈解耦PID控制策略,且设计出改进多目标人工鱼群算法(Modified Multi-objective Artificial...鉴于蒸汽压缩式制冷机组蒸发温度T_(e)与过热度D_(sh)的控制回路之间存在强耦合及大惯性、非线性和时延等特性。提出了一种蒸发温度与过热度的前馈解耦PID控制策略,且设计出改进多目标人工鱼群算法(Modified Multi-objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MMOAFSA)对相应的PID控制器参数进行整定,以提升T_(e)与D_(sh)的调节质量。首先,对两个控制环路:电子膨胀阀开度O_(EEV)—蒸发温度T_(e)和压缩机驱动电机的供电频率f—过热度D_(sh),通过前馈补偿解耦方式来消除这两个控制回路之间的耦合效应。其次,对基本型单目标人工鱼群算法的视野V和步长S进行指数递减变化,构建改进单目标人工鱼群算法(Modified Single Objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MSOAFSA)。再将多目标优化的混沌局部搜索策略引入MSOAFSA,设计了MMOAFSA。考虑绝对积分时间误差(Integrated Time Absolute Error,ITAE)、调节时间tc和稳态误差绝对值Ess,将min(ITAE,tc,Ess)作为MMOAFSA的多目标适应度函数,并应用该MMOAFSA对两个控制器的6个参数(KP_(1),KI_(1),KD_(1),KP_(2),KI_(2),KD_(2))进行多目标寻优,获取了相应的Pareto最优解。最后,借助MATLAB工具,对VCRU双参数前馈解耦PID控制系统(Two-Parameter Feedforward Decoupling PID Control System for VCRU,VCRU-TPFDPIDCS)组态与数值模拟。结果表明:该控制策略能够消除控制回路之间的耦合效应,同时MMOAFSA对两个控制器6个参数的自适应整定是可行的,且对T_(e)与D_(sh)的调节质量也明显优于传统的PID调节方式。展开更多
目前,空调房间所配置的风机型变风量末端装置(Variable Air Volume Box,VAV-Box)往往采用整数阶PID或PID-PI串级的调节方式,会导致室温控制的稳态误差和超调量均较大以及室内静压波动的问题。鉴于此,本文提出了风机型VAV-Box室温PI^λD^...目前,空调房间所配置的风机型变风量末端装置(Variable Air Volume Box,VAV-Box)往往采用整数阶PID或PID-PI串级的调节方式,会导致室温控制的稳态误差和超调量均较大以及室内静压波动的问题。鉴于此,本文提出了风机型VAV-Box室温PI^λD^μ-室内送风量PI^λ串级控制策略和修正的人群搜索算法实施控制器参数整定的设计理念。首先,结合空调工艺要求和自动控制技术,对风机型VAV-Box作用下的室温被控对象、室内温度和室内送风量测量变送器、室温PI^λD^μ控制器、室内送风量PI^λ控制器、变频器和送风机分别进行建模;其次,构建修正的人群搜索算法对PI^λD^μ和PI^λ两个控制器的8个参数进行整定,获取最佳值;最后,借助MATLAB工具,对该串级调节系统进行组态和数值模拟其控制效果。结果表明:基于修正的人群搜索算法的PI^λD^μ和PI^λ控制器参数整定和该串级调节系统在理论上是可行的,且相应的室温控制性能指标满足空调工艺的相关要求。展开更多
针对二次泵变流量空调冷冻水系统采取的回水温度PID控制方式,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题。鉴于此,提出了回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级控制策略和改进的粒子群算法实施串级控制器参数整定的设计...针对二次泵变流量空调冷冻水系统采取的回水温度PID控制方式,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题。鉴于此,提出了回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级控制策略和改进的粒子群算法实施串级控制器参数整定的设计方案。根据二次泵变流量空调冷冻水系统的工艺要求和相关自动控制理论,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统的各个组成环节,如主、副被控对象及回水温度PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Backwater Temperature,BT-FOPIDC)和供水流量PI^(λ)控制器(Fractional Order PI Controller for the Flow of Water Supply,FWS-FOPIC)等进行建模。引入正切三角函数对基本粒子群算法中的惯性权重进行非线性递减的改变,构建改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Algorithm,MPSA),对这两个串级控制器的参数进行整定,获取8个参数最佳值。借助MATLAB软件,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统进行组态和仿真运行。结果表明,该分数阶串级控制系统及其基于MPSA的控制器参数整定在理论上是可行的,且控制效果优于传统的回水温度PID单回路控制系统。展开更多
供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统(Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water,ACCW-PPVFS)的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前,其较多采用整数阶PID调节方式,这会...供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统(Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water,ACCW-PPVFS)的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前,其较多采用整数阶PID调节方式,这会导致出现供、回水压差的稳态误差、超调量较大和振荡过度等问题。鉴于此,本文提出了ACCW-PPVFS供、回水压差的分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))分级调节方式和改进的生物地理学优化算法(Modified Biogeography-Based Optimization Algorithm,MBBOA)进行相应PIλDμ控制器参数整定的设计理念。首先,综合空调工艺要求和自动控制理论,对该ACCW-PPVFS供、回水压差控制系统中的各个环节,如供、回水压差被控对象、供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Pressure Difference between Supply and Return Water,PDSRW-FOPIDC)、变频水泵和旁通水流量执行器等建立传递函数。其次,通过对生物地理学优化算法中的迁移因子(Migration Factor)φ进行线性递减改变,构建出MBBOA,且对该PDSRW-FOPIDC参数进行整定,获取5个参数最优值。同时,采取分级控制策略,分别对一次泵和分、集水器之间的旁通执行器进行变频和旁通流量qbypass的调节,以适应空调用户侧负荷的大、小需求和保证供、回水压差ΔP等于其设定值ΔPset。最后,借助MATLAB中的Simulink工具,对该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统进行组态和数值仿真。结果表明:基于MBBOA的供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器参数整定和该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统在理论上是可行的,可适应空调用户侧冷负荷的动态变化,且满足ΔP=ΔPset空调工艺的相关要求和维持水力平衡。展开更多
基金Supported by the Ministerial Level Advanced Research Foundation(40401040302)
文摘To develop the pressure control algorithm for active braking of adaptive cruise control（ACC） system,a test bench with real parts of the tested vehicle is built.With the dynamic analysis of the active braking actuators,it is demonstrated that different duty of pulse-width modulation（PWM） signals could control the pressure changing rate of the wheel cylinder.To obtain that signal,a modified proportional-integral-differential（PID） control algorithm is developed using the variable parameter method,the control value reset method,the dead zone method and the integral saturation method.Experimental results show that the delay and overshoot of the pressure response could be reduced considerably using the modified PID algorithm compared with the conventional one.The proposed pressure control algorithm could be used for the further development of the ACC＇s controller.
文摘鉴于蒸汽压缩式制冷机组蒸发温度T_(e)与过热度D_(sh)的控制回路之间存在强耦合及大惯性、非线性和时延等特性。提出了一种蒸发温度与过热度的前馈解耦PID控制策略,且设计出改进多目标人工鱼群算法(Modified Multi-objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MMOAFSA)对相应的PID控制器参数进行整定,以提升T_(e)与D_(sh)的调节质量。首先,对两个控制环路:电子膨胀阀开度O_(EEV)—蒸发温度T_(e)和压缩机驱动电机的供电频率f—过热度D_(sh),通过前馈补偿解耦方式来消除这两个控制回路之间的耦合效应。其次,对基本型单目标人工鱼群算法的视野V和步长S进行指数递减变化,构建改进单目标人工鱼群算法(Modified Single Objective Artificial Fish Swarm Algorithm,MSOAFSA)。再将多目标优化的混沌局部搜索策略引入MSOAFSA,设计了MMOAFSA。考虑绝对积分时间误差(Integrated Time Absolute Error,ITAE)、调节时间tc和稳态误差绝对值Ess,将min(ITAE,tc,Ess)作为MMOAFSA的多目标适应度函数,并应用该MMOAFSA对两个控制器的6个参数(KP_(1),KI_(1),KD_(1),KP_(2),KI_(2),KD_(2))进行多目标寻优,获取了相应的Pareto最优解。最后,借助MATLAB工具,对VCRU双参数前馈解耦PID控制系统(Two-Parameter Feedforward Decoupling PID Control System for VCRU,VCRU-TPFDPIDCS)组态与数值模拟。结果表明:该控制策略能够消除控制回路之间的耦合效应,同时MMOAFSA对两个控制器6个参数的自适应整定是可行的,且对T_(e)与D_(sh)的调节质量也明显优于传统的PID调节方式。
文摘目前,空调房间所配置的风机型变风量末端装置(Variable Air Volume Box,VAV-Box)往往采用整数阶PID或PID-PI串级的调节方式,会导致室温控制的稳态误差和超调量均较大以及室内静压波动的问题。鉴于此,本文提出了风机型VAV-Box室温PI^λD^μ-室内送风量PI^λ串级控制策略和修正的人群搜索算法实施控制器参数整定的设计理念。首先,结合空调工艺要求和自动控制技术,对风机型VAV-Box作用下的室温被控对象、室内温度和室内送风量测量变送器、室温PI^λD^μ控制器、室内送风量PI^λ控制器、变频器和送风机分别进行建模;其次,构建修正的人群搜索算法对PI^λD^μ和PI^λ两个控制器的8个参数进行整定,获取最佳值;最后,借助MATLAB工具,对该串级调节系统进行组态和数值模拟其控制效果。结果表明:基于修正的人群搜索算法的PI^λD^μ和PI^λ控制器参数整定和该串级调节系统在理论上是可行的,且相应的室温控制性能指标满足空调工艺的相关要求。
文摘针对二次泵变流量空调冷冻水系统采取的回水温度PID控制方式,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题。鉴于此,提出了回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级控制策略和改进的粒子群算法实施串级控制器参数整定的设计方案。根据二次泵变流量空调冷冻水系统的工艺要求和相关自动控制理论,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统的各个组成环节,如主、副被控对象及回水温度PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Backwater Temperature,BT-FOPIDC)和供水流量PI^(λ)控制器(Fractional Order PI Controller for the Flow of Water Supply,FWS-FOPIC)等进行建模。引入正切三角函数对基本粒子群算法中的惯性权重进行非线性递减的改变,构建改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Algorithm,MPSA),对这两个串级控制器的参数进行整定,获取8个参数最佳值。借助MATLAB软件,对该回水温度PI^(λ)D^(μ)-供水流量PI^(λ)串级系统进行组态和仿真运行。结果表明,该分数阶串级控制系统及其基于MPSA的控制器参数整定在理论上是可行的,且控制效果优于传统的回水温度PID单回路控制系统。
文摘供、回水压差对于空调一次泵变流量冷冻水系统(Primary Pump Variable Flow System of Air-Conditioning Chilled Water,ACCW-PPVFS)的水力平衡和适应空调用户侧冷负荷的动态变化是至关重要的。目前,其较多采用整数阶PID调节方式,这会导致出现供、回水压差的稳态误差、超调量较大和振荡过度等问题。鉴于此,本文提出了ACCW-PPVFS供、回水压差的分数阶PID(PI^(λ)D^(μ))分级调节方式和改进的生物地理学优化算法(Modified Biogeography-Based Optimization Algorithm,MBBOA)进行相应PIλDμ控制器参数整定的设计理念。首先,综合空调工艺要求和自动控制理论,对该ACCW-PPVFS供、回水压差控制系统中的各个环节,如供、回水压差被控对象、供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器(Fractional Order PID Controller for Pressure Difference between Supply and Return Water,PDSRW-FOPIDC)、变频水泵和旁通水流量执行器等建立传递函数。其次,通过对生物地理学优化算法中的迁移因子(Migration Factor)φ进行线性递减改变,构建出MBBOA,且对该PDSRW-FOPIDC参数进行整定,获取5个参数最优值。同时,采取分级控制策略,分别对一次泵和分、集水器之间的旁通执行器进行变频和旁通流量qbypass的调节,以适应空调用户侧负荷的大、小需求和保证供、回水压差ΔP等于其设定值ΔPset。最后,借助MATLAB中的Simulink工具,对该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统进行组态和数值仿真。结果表明:基于MBBOA的供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制器参数整定和该供、回水压差PI^(λ)D^(μ)控制系统在理论上是可行的,可适应空调用户侧冷负荷的动态变化,且满足ΔP=ΔPset空调工艺的相关要求和维持水力平衡。
