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具有不完全微分的最优模糊PID控制器及其在智能人工腿中应用的仿真研究(英文) 被引量:6
1
作者 谭冠政 肖宏峰 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期462-466,共5页
提出了一种新的最优模糊PID控制器 ,它由两部分组成 ,即在线模糊推理机构和带有不完全微分的常规PID控制器 .在模糊推理机构中 ,引入了三个可调节因子xp,xi 和xd,其作用是进一步修改和优化模糊推理的结果 ,以使控制器对一个给定对象具... 提出了一种新的最优模糊PID控制器 ,它由两部分组成 ,即在线模糊推理机构和带有不完全微分的常规PID控制器 .在模糊推理机构中 ,引入了三个可调节因子xp,xi 和xd,其作用是进一步修改和优化模糊推理的结果 ,以使控制器对一个给定对象具有最优的控制效果 .可调节因子的最优值采用ITAE准则及Nelder和Mead提出的柔性多面体最优搜索算法加以确定 .这种PID控制器被用来控制由作者设计的智能人工腿中的一个直流电机 .仿真结果表明该控制器的设计是非常有效的 ,它可被用于控制各种不同的对象和过程 . 展开更多
关键词 不完全微分 最优模糊pid控制器 智能人工腿 仿真 柔性多面体搜索算法 机器人
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采摘机器人机械手避障方法研究——基于遗传优化和模糊PID控制器 被引量:8
2
作者 王娜 孟庆辉 魏宏飞 《农机化研究》 北大核心 2024年第4期203-206,共4页
为了提高采摘机器人机械手移动的自动化程度,使其在移动过程中有效避开障碍物,将基于PID控制器的避障系统引入到了机械手的设计上,并采用遗传算法和模糊算法对控制器进行了优化,提高了机械手移动的准确性和平稳性。模拟采摘机器人机械... 为了提高采摘机器人机械手移动的自动化程度,使其在移动过程中有效避开障碍物,将基于PID控制器的避障系统引入到了机械手的设计上,并采用遗传算法和模糊算法对控制器进行了优化,提高了机械手移动的准确性和平稳性。模拟采摘机器人机械手的作业环境,对机械手的避障功能进行了测试,结果表明:机械手可以成功躲避障碍物,且采用遗传和模糊算法优化的机械手具有更高的移动平稳性,对于提高果实采摘效率和质量具有重要的作用。 展开更多
关键词 采摘机械手 避障系统 遗传算法 模糊算法 pid控制器
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改进天鹰算法优化整车ABS的模糊PID控制
3
作者 田闯 黄鹤 +2 位作者 杨澜 高涛 王会峰 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第7期1462-1470,共9页
针对现有防抱死制动系统(ABS)控制器部分动态性能不足且过分依赖专家经验的弊端,提出多策略天鹰算法优化的整车ABS模糊PID控制方法.搭建汽车ABS动态性能仿真平台,包括整车模型、制动器模型及控制器模型.为了解决天鹰算法易陷入局部最优... 针对现有防抱死制动系统(ABS)控制器部分动态性能不足且过分依赖专家经验的弊端,提出多策略天鹰算法优化的整车ABS模糊PID控制方法.搭建汽车ABS动态性能仿真平台,包括整车模型、制动器模型及控制器模型.为了解决天鹰算法易陷入局部最优及搜索精度有限的问题,提出基于多策略改进的天鹰优化算法(DEFFAO).设计天鹰自由捕猎策略,增强个体搜索能力,避免算法陷入局部最优值;设计非线性收敛因子,平衡全局和局部的搜索能力;结合差分进化策略,淘汰天鹰种群中的较差个体.通过混合多种策略,完成DEFFAO方法设计.采用离线优化整定比例因子参数得到DEFFAO-模糊PID控制器,选择不同路面条件对汽车防抱死制动过程进行仿真实验.结果表明,相比现有算法,基于DEFFAO-模糊PID控制ABS输出的滑移率曲线能够更好地保持在期望范围内,车辆制动时间更快,制动距离更短. 展开更多
关键词 防抱死系统(ABS) 模糊pid控制器 天鹰算法 滑移率 制动时间 制动距离
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电动汽车EPS系统模糊PID控制器设计及分析
4
作者 周云龙 李峰 张建国 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期163-166,170,共5页
为了提高电动汽车电动助力转向(EPS)系统控制能力,引入模糊PID控制方法克服被控对象缺少数学模型的缺陷,设计了模糊PID控制器。以Simulink完成仿真测试,得到EPS系统控制参数。研究结果表明:逐渐增大车速的过程中,EPS系统产生了更小的助... 为了提高电动汽车电动助力转向(EPS)系统控制能力,引入模糊PID控制方法克服被控对象缺少数学模型的缺陷,设计了模糊PID控制器。以Simulink完成仿真测试,得到EPS系统控制参数。研究结果表明:逐渐增大车速的过程中,EPS系统产生了更小的助力转矩,表明EPS系统可以适应汽车在高速行驶状态下满足路感的控制性能。提高方向盘转矩时,助力电机产生了更大助力转矩,EPS系统可以实现对汽车转向进行灵活控制的功能。与传统PID相比,模糊PID获得了更小超调量,大幅降低调整时间,使EPS系统获得更优助力效果。以模糊PID方法进行控制时系统能够根据不同的外界干扰快速完成调整过程,使EPS系统获得更强抗干扰性能。该研究模糊PID都可以快速产生稳定助力转矩,充分适应复杂的转向控制要求,对提高电动汽车转向控制精度具有一定的理论支撑。 展开更多
关键词 电动汽车 电动助力转向 模糊pid 控制器 仿真分析 抗干扰
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船舶无刷直流电机速度模糊PID控制算法
5
作者 杨光永 牟奕铭 徐天奇 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期157-161,共5页
针对船舶航行环境复杂,电机速度控制时容易受到干扰,导致超调过高的问题,研究船舶无刷直流电机速度模糊PID控制算法。构建无刷直流电机数学模型,选取模糊PID控制算法对电机定子绕组电压执行脉冲宽度调制斩波控制,调节电机转速。利用PID... 针对船舶航行环境复杂,电机速度控制时容易受到干扰,导致超调过高的问题,研究船舶无刷直流电机速度模糊PID控制算法。构建无刷直流电机数学模型,选取模糊PID控制算法对电机定子绕组电压执行脉冲宽度调制斩波控制,调节电机转速。利用PID控制器的比例、积分与微分控制环节,在电机速度偏差增大时,引入速度修正信号修正误差。利用模糊逻辑调节PID控制参数,设置电机速度误差及其变化率,以及PID控制参数的修正量,分别作为模糊逻辑算法的输入与输出变量。利用模糊逻辑算法制定模糊控制规则,确定最优的PID控制参数,使电机速度快速达到期望速度值。结果表明,该方法能够快速跟随期望速度值,转速控制超调较小,电压与电流信号均未出现明显波动。 展开更多
关键词 无刷直流电机 pid控制器 模糊逻辑 速度控制
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爆胎车辆动力学分析及模糊PID控制优化策略研究 被引量:3
6
作者 吕侃徽 张大兴 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第2期146-151,共6页
车辆通过控制系统提高行驶的稳定性,但在爆胎时容易导致车辆行驶失去稳定性,从而造成车辆发生侧翻现象。为改善车辆动力学控制系统输出效果,建立了车辆轮胎动力学模型。引用模糊比例-积分-微分(PID)控制器,给出了模糊PID控制器输出参数... 车辆通过控制系统提高行驶的稳定性,但在爆胎时容易导致车辆行驶失去稳定性,从而造成车辆发生侧翻现象。为改善车辆动力学控制系统输出效果,建立了车辆轮胎动力学模型。引用模糊比例-积分-微分(PID)控制器,给出了模糊PID控制器输出参数与误差和误差变化率的关系图。提出人群搜索算法,利用人群搜索算法迭代搜索原理对模糊PID控制器参数进行寻优。以车辆2种行驶路况为例,利用Matlab软件对爆胎车辆的稳定性进行仿真,比较和分析爆胎车辆优化控制系统的输出效果。结果显示:采用模糊PID控制系统,爆胎车辆产生的偏航角、俯仰角加速度和侧倾角加速度较大。采用人群搜索算法优化模糊PID控制系统,爆胎车辆产生的偏航角、俯仰角加速度和侧倾角加速度较小。爆胎车辆采用人群搜索算法优化后的模糊PID控制器,不仅响应速度快,而且行驶的稳定性较好。 展开更多
关键词 爆胎车辆 模糊pid控制器 人群搜索算法 仿真
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改进遗传算法优化的矿井局部通风机模糊PID控制器设计 被引量:24
7
作者 胡业林 邓想 郑晓亮 《工矿自动化》 北大核心 2021年第9期38-44,共7页
目前局部通风机控制主要采用传统PID控制器,控制器的参数固定且多依据经验选取,很难实现隶属度函数和模糊规则的最优组合,使得控制器难以满足局部通风机自适应的控制要求。针对该问题,设计了一种改进遗传算法优化的矿井局部通风机模糊PI... 目前局部通风机控制主要采用传统PID控制器,控制器的参数固定且多依据经验选取,很难实现隶属度函数和模糊规则的最优组合,使得控制器难以满足局部通风机自适应的控制要求。针对该问题,设计了一种改进遗传算法优化的矿井局部通风机模糊PID控制器。在改进遗传算法中引入欧氏距离提高种群的多样性,同时引入自适应交叉和变异概率来提高算法的收敛性。在编码过程中采用比例分数间接实现对隶属度函数的优化,使得改进遗传算法能够同时优化隶属度函数和模糊规则。将优化得到的隶属度函数和模糊规则导入模糊PID控制器中,控制器能够根据局部通风机的不同工作状态,通过变频器自适应调整局部通风机的风量,实现对局部通风机的动态调节。仿真结果表明,相较于传统模糊PID控制器,改进模糊PID控制器可基本实现无超调,且上升时间缩短了56.25%,稳定时间缩短了47.06%,能够更好地满足矿井局部通风机的控制要求。 展开更多
关键词 矿井局部通风机 风量控制 模糊pid控制器 遗传算法 隶属度函数 模糊规则
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混沌粒子群优化的模糊神经PID控制器设计 被引量:17
8
作者 赵俊 陈建军 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期54-59,共6页
针对常规PID控制的线性局限性及传统模糊控制和模糊PID控制中积分误差规则难以获取,系统存在稳态误差的问题,提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID控制器.以整个神经网络的权值为优化参数,利用基于混沌策略的粒子群全... 针对常规PID控制的线性局限性及传统模糊控制和模糊PID控制中积分误差规则难以获取,系统存在稳态误差的问题,提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID控制器.以整个神经网络的权值为优化参数,利用基于混沌策略的粒子群全局优化算法离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法获得控制器参数,并设计了混沌优化与粒子群结合的两步方案.仿真结果表明:与传统PID、模糊、模糊PID控制相比,系统的瞬态和稳态性能有了明显提高,且保持了一定的鲁棒性及高跟踪精度.该方法有效地拓展了PID控制的使用范围,并为智能方法与PID控制的结合提供了一种新的参考方案. 展开更多
关键词 稳态误差 pid神经网络 模糊神经pid控制器 混沌 粒子群全局
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典型模糊PID控制器的插值算法及参数优化 被引量:5
9
作者 余剑翔 任光 修智宏 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2530-2533,共4页
推导出了输入采用正规模糊集、三角形、全交迭的隶属度函数;推理输出采用PID形式的典型模糊PID控制器的插值解析表达式,揭示了其本质特征,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。基于该插值解析表达式,研究了利用遗传算法对这一类模... 推导出了输入采用正规模糊集、三角形、全交迭的隶属度函数;推理输出采用PID形式的典型模糊PID控制器的插值解析表达式,揭示了其本质特征,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。基于该插值解析表达式,研究了利用遗传算法对这一类模糊控制器进行参数优化的方法。最后通过仿真实例验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 模糊控制 pid控制器 结构分析 插值函数
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基于粒子群优化算法的模糊神经分数阶PID电子节气门控制器设计 被引量:11
10
作者 臧怀泉 曹学铭 +2 位作者 张乃斯 戴彦 赵保军 《燕山大学学报》 CAS 2014年第4期354-360,376,共8页
针对汽车电子节气门的精确跟踪控制问题,建立了面向控制器设计的非线性模型,分析了摩擦非线性以及LH非线性对电子节气门位置的影响。采用模糊神经分数阶PID控制方法设计了电子节气门非线性控制器,并利用粒子群优化算法对控制器参数进行... 针对汽车电子节气门的精确跟踪控制问题,建立了面向控制器设计的非线性模型,分析了摩擦非线性以及LH非线性对电子节气门位置的影响。采用模糊神经分数阶PID控制方法设计了电子节气门非线性控制器,并利用粒子群优化算法对控制器参数进行优化。最后将扰动考虑在内进行了仿真实验,仿真实验表明基于模糊神经分数阶PID的控制方法能够很好地实现电子节气门控制。 展开更多
关键词 模糊神经分数阶pid控制器 粒子群化算法 电子节气门
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PID控制器的模糊优化与参数学习自整定(英文) 被引量:7
11
作者 谭显坤 宿靖波 李雷 《机床与液压》 北大核心 2013年第24期116-120,共5页
为了解决一次性整定设置的PID控制参数难以确保控制系统始终处于最佳状态,探讨了PID控制器的模糊优化与参数学习自整定方法。基于控制参数调整的模糊性分析,总结了控制参数的整定原则,研究了参数模糊自整定的机理,讨论了评价函数,... 为了解决一次性整定设置的PID控制参数难以确保控制系统始终处于最佳状态,探讨了PID控制器的模糊优化与参数学习自整定方法。基于控制参数调整的模糊性分析,总结了控制参数的整定原则,研究了参数模糊自整定的机理,讨论了评价函数,定义了奖惩函数,提出了奖惩自学习算法,设计了含参数学习自整定的控制系统结构。采用上述方法以某车间环境温度控制为例,控制系统运行结果显示,可将温度稳定地控制在期望的23—24℃范围内。工程应用效果表明:该方法稳态控制精度高,适应能力强,能较好地满足高精度控制的工况需要。 展开更多
关键词 pid控制器 模糊 自学习 参数自整定
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冗余机器人运动轨迹模糊PID控制优化与仿真研究
12
作者 谢春丽 孟和吉雅 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第3期321-325,共5页
为了提高冗余机器人控制系统输出精度,设计了优化模糊比例-积分-微分(PID)控制系统,通过仿真验证控制系统的可行性。建立了冗余机器人的运动学模型,应用了模糊PID控制系统。研究改进粒子群算法,通过修改交叉算子和非线性动态惯性权重,... 为了提高冗余机器人控制系统输出精度,设计了优化模糊比例-积分-微分(PID)控制系统,通过仿真验证控制系统的可行性。建立了冗余机器人的运动学模型,应用了模糊PID控制系统。研究改进粒子群算法,通过修改交叉算子和非线性动态惯性权重,提高粒子群算法的全局搜索能力。根据冗余机器人模糊PID控制优化流程,利用改进粒子群算法迭代搜索能力在线调整PID控制参数,使得进一步提高冗余机器人控制系统稳定性。在无干扰和有干扰条件下,利用Matlab软件对冗余机器人输出精度进行仿真实验。结果表明:在无干扰状况下,冗余机器人采用2种控制系统,其输出精度没有明显差别。在有干扰状况下,基于改进粒子群算法优化模糊PID控制系统,冗余机器人抗干扰能力增强,输出精度更高。冗余机器人采用改进粒子群算法优化后的模糊PID控制系统,可以得到更稳定的控制效果。 展开更多
关键词 冗余机器人 模糊pid控制器 改进粒子群算法 仿真
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基于ACS进化算法的控制规则最优型模糊PID控制器设计
13
作者 阳若宁 谭冠政 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期75-84,共10页
以ACS(Ant colony system)进化算法和模糊逻辑控制为基础,提出了一种新的可适应各种不同控制对象的通用型最优模糊PID控制器的设计方法.这种方法的核心是以ITAE性能准则为目标函数,采用ACS算法去调整和优化模糊PID控制器的量化因子和比... 以ACS(Ant colony system)进化算法和模糊逻辑控制为基础,提出了一种新的可适应各种不同控制对象的通用型最优模糊PID控制器的设计方法.这种方法的核心是以ITAE性能准则为目标函数,采用ACS算法去调整和优化模糊PID控制器的量化因子和比例因子,以获得最优的控制规则,进而获得最优的模糊PID控制器.所设计的这种控制器称为Fuzzy-ACS PID控制器.对四种典型的控制对象所进行的计算机仿真实验表明,Fuzzy-ACS PID控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能.与采用微分进化算法、实值编码遗传算以及模拟退火算法设计的其它三种最优PID控制器相比,Fuzzy-ACS PID控制器具有最小的ITAE性能指标值,其动态性能和稳态性能更好.此外,计算机仿真实验的结果还证实,ACS算法在搜寻最优量化因子和比例因子时,收敛速度快,解的波动范围小,动态收敛性能好. 展开更多
关键词 pid控制器 模糊控制 ACS算法 最优控制 实时控制
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遗传算法优化的无刷直流电机模糊PID控制器设计 被引量:28
14
作者 王婷婷 王宏志 +2 位作者 刘清雪 胡黄水 王出航 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2020年第6期1421-1428,共8页
设计一种基于遗传算法优化的模糊PID(比例-积分-微分)控制器GFPC(genetic algorithm based fuzzy PID controller),以提高无刷直流电机的工作稳定性.GFPC通过模糊控制器整定PID的比例、积分和微分系数,并采用改进的遗传算法对模糊控制... 设计一种基于遗传算法优化的模糊PID(比例-积分-微分)控制器GFPC(genetic algorithm based fuzzy PID controller),以提高无刷直流电机的工作稳定性.GFPC通过模糊控制器整定PID的比例、积分和微分系数,并采用改进的遗传算法对模糊控制器的隶属度函数和模糊规则进行优化,以改善无刷直流电机的控制效果.通过对比实验对该方法进行测试,结果表明,GFPC具有更好的稳态性能和动态品质,且自适应能力与鲁棒性更强. 展开更多
关键词 无刷直流电机 模糊pid控制器 遗传算法 隶属度函数及模糊规则
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基于改进RBF-NN优化模糊PID控制器的设计方法 被引量:3
15
作者 王嘉轶 闻新 《航空兵器》 2015年第5期60-65,共6页
现代雷达伺服系统大多采用的是PID控制,而传统PID控制在非线性系统、时变系统和大惯性系统下具有一定的局限性。针对雷达伺服系统的复杂数学模型,提出一种利用遗传算法改进的径向基函数神经网络设计模糊PID控制器的方法,从而使PID控制... 现代雷达伺服系统大多采用的是PID控制,而传统PID控制在非线性系统、时变系统和大惯性系统下具有一定的局限性。针对雷达伺服系统的复杂数学模型,提出一种利用遗传算法改进的径向基函数神经网络设计模糊PID控制器的方法,从而使PID控制器具有自适应性,强鲁棒性,稳定性等特点,并将该系统运用在雷达伺服系统中来提高其灵敏度响应。仿真分析表明,基于遗传算法改进的径向基函数神经网络的模糊PID控制器设计具有一定的优势,在实际运用中是有效可行的。 展开更多
关键词 径向基函数神经网络 遗传算法 模糊控制 pid控制器 雷达伺服系统
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基于模糊PID控制器的控制方法研究 被引量:392
16
作者 王述彦 师宇 冯忠绪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期166-172,共7页
为解决工程机械多功能试验台二次调节加载系统的控制问题,笔者简介了PID控制和模糊控制的原理及特点,提出了模糊PID控制器的模糊PID自整定控制方法。在模糊PID控制器的设计中,分析了模糊PID控制器的控制原理;确定了模糊语言变量和隶属函... 为解决工程机械多功能试验台二次调节加载系统的控制问题,笔者简介了PID控制和模糊控制的原理及特点,提出了模糊PID控制器的模糊PID自整定控制方法。在模糊PID控制器的设计中,分析了模糊PID控制器的控制原理;确定了模糊语言变量和隶属函数;制定了模糊规则以及模糊推理和解模糊的方法。最后,分别采用PID控制和模糊PID控制对试验台二次调节加载系统进行了仿真。研究表明模糊PID自整定控制具有良好的校正性能,改善了二次调节加载系统的动态响应,提高了控制效果。 展开更多
关键词 pid控制 模糊控制 模糊pid控制器 二次调节 试验台 仿真
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自适应模糊PID控制器的设计和仿真 被引量:36
17
作者 殷云华 樊水康 陈闽鄂 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第7期96-99,共4页
在参数自适应模糊PID控制器的基础上,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,并且在MATLAB软件下将该控制器在某系统中的应用进行了研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果,对进一步应用研究具... 在参数自适应模糊PID控制器的基础上,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,并且在MATLAB软件下将该控制器在某系统中的应用进行了研究,仿真结果表明,参数自适应模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果,对进一步应用研究具有较大的参考价值。 展开更多
关键词 自适应 pid控制器 模糊pid MATLAB仿真
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模糊自整定PID控制器的设计和仿真 被引量:21
18
作者 李萍 李峰 +1 位作者 赵虎 居滋培 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z3期264-267,共4页
对象特性比较特殊的系统,常规PID控制比较困难,可采用模糊控制。着重介绍了模糊自整定PID控制器的设计,利用MATL ABPID对参数进行仿真,其方法应用于变风量空调系统的控制中,还对模糊自整定PID与常规PID控制二种方法进行了仿真对比。
关键词 模糊pid控制器 仿真 变风量空调
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基于模糊PID的无人机姿态控制器的设计 被引量:17
19
作者 陈鹏 段凤阳 +2 位作者 张庆杰 郑志成 肖伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期9-11,18,共4页
针对某型无人机控制器在非线性条件下动态性能欠佳的问题,把容易实现、鲁棒性好的PID控制法与智能模糊控制算法结合,设计出自适应模糊PID无人机姿态控制器。针对隶属度函数过度依赖专家经验的问题,运用遗传算法来优化隶属度函数,使控制... 针对某型无人机控制器在非线性条件下动态性能欠佳的问题,把容易实现、鲁棒性好的PID控制法与智能模糊控制算法结合,设计出自适应模糊PID无人机姿态控制器。针对隶属度函数过度依赖专家经验的问题,运用遗传算法来优化隶属度函数,使控制效果达到优化。经过仿真验证,所设计的控制器不但有PID控制精度高、易于实现的优点,还有模糊控制器超调小、动态响应快等优点,并且提高了跟踪和抗干扰性能,可以完成准确快速的姿态控制。 展开更多
关键词 模糊pid 无人机 姿态控制器 化隶属函数
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基于PLC的模糊自整定PID参数控制器在变频调速恒压供气系统中的应用 被引量:22
20
作者 段铁群 王萍 +1 位作者 黄宇辉 付国民 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期348-351,共4页
根据恒压供气系统的使用情况,采用变频调速和模糊控制理论对PID的参数K_P、K_I和K_D进行在线自整定,自动控制空压机的投入台数及转速,实现自动恒压供气,达到高效节能的目的。结果表明,此系统能够根据供气设备及环境的变化做出最优决策。
关键词 变频调速 恒压供气系统 PLC 模糊自整定pid参数控制器 模糊控制 动力设备
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