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动态矩阵(DMC)-PID串级预测控制策略在新型叶片连续回转马达位置伺服系统中的应用 被引量:6
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作者 曹健 王俊凯 +1 位作者 吴盛林 李尚义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期625-629,共5页
动态矩阵(DMC)预测控制是一种以优化指标确定控制策略的方法。基于DMC的PID串级预测控制是在单纯PID串级控制的基础上,把经过PID校正的伺服系统定义为广义对象,作为DMC的被控对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用... 动态矩阵(DMC)预测控制是一种以优化指标确定控制策略的方法。基于DMC的PID串级预测控制是在单纯PID串级控制的基础上,把经过PID校正的伺服系统定义为广义对象,作为DMC的被控对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正。通过仿真分析,与单纯的PID控制相比,在新型叶片式连续回转马达位置伺服系统中采用DMC-PID串级预测的一种控制方法控制能够使整个系统的跟踪性能得到进一步提高。 展开更多
关键词 动态矩阵预测控制 dmc—pid控制 滚动优化
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基于DMC-PID串级控制的火电厂锅炉汽包水位控制系统 被引量:7
2
作者 王永兰 王文兰 魏阿明 《动力工程》 CSCD 北大核心 2009年第8期761-764,共4页
针对火电厂锅炉主汽温大惯性、大延迟的特点,提出将动态矩阵控制(DMC)算法和串级控制相结合的新型DMC-PID串级控制技术应用于火电厂锅炉汽包水位的控制,它既克服了单纯PID鲁棒性差的缺点,又克服了单纯DMC由于单层结构而带来的抗内扰能... 针对火电厂锅炉主汽温大惯性、大延迟的特点,提出将动态矩阵控制(DMC)算法和串级控制相结合的新型DMC-PID串级控制技术应用于火电厂锅炉汽包水位的控制,它既克服了单纯PID鲁棒性差的缺点,又克服了单纯DMC由于单层结构而带来的抗内扰能力差的问题,充分发挥了PID抗干扰性强和DMC对惯性、延迟适应能力强的优点。仿真结果表明:DMC-PID串级控制系统具有较强的鲁棒性及良好的调节性能,提高了系统的动静态性能指标,其总体性能优于PID-PID串级控制系统。 展开更多
关键词 锅炉 动态矩阵控制 dmc—pid 控制系统 汽包水位 仿真研究
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基于串级模糊PID的四旋翼姿态控制器设计 被引量:10
3
作者 张驰洲 熊根良 陈海初 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2019年第3期285-290,共6页
为解决四旋翼飞行器姿态控制器存在的响应速度慢和鲁棒性差等问题,通过串级模糊PID控制算法来实现飞行姿态的稳定性。建立起四旋翼飞控系统的数学模型后,设计了外环角度P控制器和内环角速度模糊PID控制器。利用Matlab/Simulink通过阶跃... 为解决四旋翼飞行器姿态控制器存在的响应速度慢和鲁棒性差等问题,通过串级模糊PID控制算法来实现飞行姿态的稳定性。建立起四旋翼飞控系统的数学模型后,设计了外环角度P控制器和内环角速度模糊PID控制器。利用Matlab/Simulink通过阶跃信号输入对比仿真传统PID控制器和串级PID控制器、串级模糊PID控制器3种控制方法。仿真结果表明:串级模糊PID控制器使系统抗干扰性能提高,同时加快系统的响应性和准确性;飞行实验表明:串级模糊PID控制算法的鲁棒性好。可见改进后的算法对于四旋翼控制系统是有效的。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 姿态控制器 模糊pid MATLAB/SIMULINK
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基于串级PID四旋翼飞行器控制系统研究 被引量:26
4
作者 薛佳乐 程珩 《电子技术应用》 北大核心 2017年第5期134-137,142,共5页
四旋翼飞行器具有不稳定、非线性、强耦合、建模不确定性等特性,同时是一个四输入、六输出的欠驱动系统。针对这样的系统,学者们在飞行器控制算法方面做了许多研究,比如LQR、滑模控制、反演控制等。虽然这些控制算法在姿态控制等方面有... 四旋翼飞行器具有不稳定、非线性、强耦合、建模不确定性等特性,同时是一个四输入、六输出的欠驱动系统。针对这样的系统,学者们在飞行器控制算法方面做了许多研究,比如LQR、滑模控制、反演控制等。虽然这些控制算法在姿态控制等方面有比较好的效果,但需要建立准确的数学模型,数据的实时处理对处理器性能要求高,实现起来有一定的困难。针对上述问题,以小型四旋翼飞行器为研究对象,根据牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器的运动、动力学模型,设计了一种易于实现的串级PID控制器,分别对飞行器的位置与姿态进行控制,应用MATLAB/Simulink对所设计的控制器进行仿真。结果表明,串级PID控制器能够快速、稳定、准确地对四旋翼飞行器实现姿态和位置的控制,同时具有比较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 小型四旋翼飞行器 pid控制器 建模 仿真
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变风量末端装置的基于IPSA-DE算法室温PI~λD~μ-送风量PI串级控制器的数值仿真 被引量:2
5
作者 李鹏波 李绍勇 +2 位作者 吴宗礼 李海林 魏先宏 《制冷与空调(四川)》 2018年第4期428-434,450,共8页
目前,空调房间配用的变风量末端装置(Variable Air Volume Terminal,VAV-TMN)往往采用整数阶PID-P串级调节方式,这带来了室温控制误差和超调量较大以及调节时间较长等问题。鉴于此,提出了空调VAV-TMN的室温分数阶PID-送风量PI的串级调... 目前,空调房间配用的变风量末端装置(Variable Air Volume Terminal,VAV-TMN)往往采用整数阶PID-P串级调节方式,这带来了室温控制误差和超调量较大以及调节时间较长等问题。鉴于此,提出了空调VAV-TMN的室温分数阶PID-送风量PI的串级调节器设计方法。首先,综合分析空调工艺和自动控制的相关要求,对室内温度对象、温度和风量测量变送单元、送风量执行单元分别进行建模,确定主控制器为室温分数阶PID控制器(Indoor Temperature Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller,IT-FOPIDC)和副控制器为送风量PI控制器(Sending Air Volume Proportional Integral Controller,SAV-PIC)的控制策略。其次,基于改进的自适应差分进化(Improved Parameter Self-adaptive Differential Evolution,IPSA-DE)算法来分别整定出IT-FOPIDC和SAV-PIC的控制参数最佳值。最后,借助MATLAB/Simulink工具,对该空调VAV-TMN的室温PIλDμ-送风量PI串级调节系统进行组态和数值模拟相应的控制效果。结果表明,该串级控制系统在理论上是可行的,且室温的控制效果明显优于基于Ziegler-Nichols整定法和DE算法的整数阶室温PID-送风量PI串级调节系统。 展开更多
关键词 空调变风量末端装置 室温分数阶pid控制器 控制 改进的参数自适应差分进化算法 数值仿真
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啤酒糖化温度DMC-PID预测控制方案 被引量:4
6
作者 尚继良 于玮 张利建 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第2期169-172,共4页
啤酒糖化温度对象具有大惯性滞后,工艺要求该参数要快速跟踪工艺设定且无超调,常规PID算法显然难以满足这些需求。针对加热蒸汽压力频繁波动的特点,将预测控制算法与串级控制相结合,设计了糖化温度DMC-PID串级控制系统。仿真结果表明,... 啤酒糖化温度对象具有大惯性滞后,工艺要求该参数要快速跟踪工艺设定且无超调,常规PID算法显然难以满足这些需求。针对加热蒸汽压力频繁波动的特点,将预测控制算法与串级控制相结合,设计了糖化温度DMC-PID串级控制系统。仿真结果表明,该系统与常规PID控制系统相比既具有较好的随动跟踪性能,又无超调,且具有较强的抗干扰性。 展开更多
关键词 啤酒 糖化温度 dmc—pid控制 随动跟踪性 抗干扰性 无超调
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PID智能模糊自整定控制器设计及其应用 被引量:3
7
作者 占自才 《华东交通大学学报》 2004年第4期78-81,共4页
在生产过程中 ,工况变化频繁、扰动剧烈、存在严重时变性的特点 ,特别是在设备维修后开车时间更是如此 .本文提出了用智能模糊PID自整定控制器来替代生产过程中的常规PID控制器 ,全面阐述了其结构组成及其设计过程 ,并根据生产需要设计... 在生产过程中 ,工况变化频繁、扰动剧烈、存在严重时变性的特点 ,特别是在设备维修后开车时间更是如此 .本文提出了用智能模糊PID自整定控制器来替代生产过程中的常规PID控制器 ,全面阐述了其结构组成及其设计过程 ,并根据生产需要设计出该控制器且应用于实际生产过程中 。 展开更多
关键词 pid控制器 稳定裕度 pid参数带 时变性 控制 模糊自适应控制器
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基于PLC的锅炉串级三冲量给水控制系统 被引量:4
8
作者 吴明永 杨素娟 《工业锅炉》 2008年第6期1-4,共4页
通过对蒸汽锅炉汽包水位产生扰动的主要因素及调节原理进行分析,结合工程实践,提出了基于PLC的锅炉串级三冲量给水控制系统,并介绍了数字PID控制算法在PLC上的实现,同时,对控制系统进了仿真研究。仿真和实践都表明,该控制系统能较好地... 通过对蒸汽锅炉汽包水位产生扰动的主要因素及调节原理进行分析,结合工程实践,提出了基于PLC的锅炉串级三冲量给水控制系统,并介绍了数字PID控制算法在PLC上的实现,同时,对控制系统进了仿真研究。仿真和实践都表明,该控制系统能较好地克服虚假水位现象,控制效果良好。 展开更多
关键词 汽包水位 pid控制 三冲量控制 可编程控制器
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小麦水分调节系统DMC-PID控制策略研究
9
作者 张海霞 《粮食加工》 2013年第6期57-59,共3页
在面粉加工中,小麦水分调节是至关重要的工艺之一,湿麦的水分湿度值直接决定面粉出粉率的高低。针对小麦水分调节系统不可忽略的时滞性,在常规PID算法的基础上,融合了动态矩阵控制算法,设计了基于DMCPID算法的小麦水分调节串级控制策略... 在面粉加工中,小麦水分调节是至关重要的工艺之一,湿麦的水分湿度值直接决定面粉出粉率的高低。针对小麦水分调节系统不可忽略的时滞性,在常规PID算法的基础上,融合了动态矩阵控制算法,设计了基于DMCPID算法的小麦水分调节串级控制策略。仿真及PLC实验结果表明,DMC-PID算法能有效地减小系统的时滞,增强系统的抗干扰能力,实现了小麦水分调节机快速、准确地着水,获得了最佳入磨湿度。 展开更多
关键词 小麦水分 调节系统 时滞性 dmc—pid 控制 PLC
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小麦水分调节系统DMC-PID控制策略研究
10
作者 张海霞 《现代面粉工业》 2013年第6期20-22,共3页
面粉加工中小麦水分调节是至关重要的工艺之一,针对小麦水分调节系统不可忽略的时滞性,在常规PID算法的基础上融合动态矩阵控制算法,设计基于DMC-PID算法的小麦水分调节串级控制策略。仿真及PLC实验结果表明,DMC-PID算法能有效地减少系... 面粉加工中小麦水分调节是至关重要的工艺之一,针对小麦水分调节系统不可忽略的时滞性,在常规PID算法的基础上融合动态矩阵控制算法,设计基于DMC-PID算法的小麦水分调节串级控制策略。仿真及PLC实验结果表明,DMC-PID算法能有效地减少系统的时滞,增强系统抗干扰能力,实现小麦水分调节机快速准确着水。 展开更多
关键词 时滞性 dmc—pid 控制 PLC
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基于模糊自整定PID的置换蒸煮锅温差控制系统的设计 被引量:7
11
作者 侯晓虎 汤伟 +4 位作者 许保华 游彦卿 王孟效 董继先 郝玉苗 《造纸科学与技术》 北大核心 2012年第4期67-70,共4页
置换蒸煮过程中蒸煮锅内温度控制是一个具有严重时滞性、时变性和非线性系统,且药液在蒸煮锅内循环时易产生温度梯度,为保证锅顶部和底部药液温度均匀一致,采用常规的温差-流量串级PID控制器难以取得满意的控制效果。通过对蒸煮药液循... 置换蒸煮过程中蒸煮锅内温度控制是一个具有严重时滞性、时变性和非线性系统,且药液在蒸煮锅内循环时易产生温度梯度,为保证锅顶部和底部药液温度均匀一致,采用常规的温差-流量串级PID控制器难以取得满意的控制效果。通过对蒸煮药液循环加热后回流至蒸煮锅顶部和底部过程机理的分析,依据串级控制、模糊控制和PID控制的特点,将三者有机地结合起来提出一种模糊自整定PID串级控制系统,应用Matlab仿真比较表明,模糊自整定PID串级控制的动态响应曲线更好,超调量小,抗干扰能力强。 展开更多
关键词 置换蒸煮锅温差控制 控制 模糊自整定pid控制器 MATLAB仿真
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自抗扰PID四旋翼飞行器控制方法研究 被引量:9
12
作者 张小明 于纪言 王坤坤 《电子技术应用》 2019年第3期84-87,共4页
针对传统PID控制算法不能很好地适应非线性被控系统、鲁棒性较弱、抗扰能力差等缺点,提出了一种基于传统PID控制与自抗扰控制结合的四旋翼飞行器控制方法。在传统PID控制器的基础上,对飞行器姿态解算过程中的不确定因素和外界干扰予以... 针对传统PID控制算法不能很好地适应非线性被控系统、鲁棒性较弱、抗扰能力差等缺点,提出了一种基于传统PID控制与自抗扰控制结合的四旋翼飞行器控制方法。在传统PID控制器的基础上,对飞行器姿态解算过程中的不确定因素和外界干扰予以实时的观测和补偿。最后在Simulink中分别搭建传统串级PID控制器和自抗扰PID控制器的仿真模型,通过分析仿真结果得出自抗扰PID控制器的响应时间比传统串级PID控制器快约30%,稳态误差较传统串级PID控制器降低约15%,超调量降低约20%。由此得出自抗扰PID四旋翼飞行器控制方法能够很好地适应四旋翼飞行器非线性系统,达到抑制外界干扰以及补偿系统控制误差的效果。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 pid控制器 自抗扰控制器 SIMULINK
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模糊PID在水箱过程控制系统中的研究 被引量:1
13
作者 张燕 《内燃机与配件》 2017年第17期140-141,共2页
常规PID控制器被广泛用于过程控制系统中,但针对工业控制系统中的大时滞、非线性的复杂系统其PID参数较难整定,很难达到预期的控制效果。本文建立了水箱液位系统的数学模型,采用液位一液位串级控制方案,设计了模糊控制器,计算出相应的... 常规PID控制器被广泛用于过程控制系统中,但针对工业控制系统中的大时滞、非线性的复杂系统其PID参数较难整定,很难达到预期的控制效果。本文建立了水箱液位系统的数学模型,采用液位一液位串级控制方案,设计了模糊控制器,计算出相应的模糊控制表。使用仿真软件对此串级控制方案进行仿真,分析比较了传统控制和模糊控制的性能,仿真结果表明模糊在动态性能、抗干扰性以及鲁棒性方面都较好。 展开更多
关键词 pid 模糊控制器 控制
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溶解浆置换蒸煮系统控制策略研究 被引量:1
14
作者 王震 汤伟 +2 位作者 甘文涛 游彦卿 王孟效 《造纸科学与技术》 北大核心 2013年第5期72-75,共4页
置换蒸煮是一种新型节能、环保的溶解浆间歇蒸煮方式,蒸煮质量更好。通过分析溶解浆置换蒸煮不同工艺过程的控制策略,针对蒸煮锅锅内温差时滞性、实时性等特点,设计了DMC-PID串级控制器。通过Matalab仿真结果表明,DMC-PID串级控制器在... 置换蒸煮是一种新型节能、环保的溶解浆间歇蒸煮方式,蒸煮质量更好。通过分析溶解浆置换蒸煮不同工艺过程的控制策略,针对蒸煮锅锅内温差时滞性、实时性等特点,设计了DMC-PID串级控制器。通过Matalab仿真结果表明,DMC-PID串级控制器在超调量、动态响应方面控制效果更好,同时也具有较好的抗干扰。 展开更多
关键词 溶解浆 置换蒸煮系统 dmc—pid串级控制器
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一种轻型水下机器人控制系统的设计和实现 被引量:16
15
作者 常润发 何晓雄 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第7期935-939,共5页
文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-i... 文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器对机器人进行深度及姿态控制,将姿态控制器和深度控制器计算得到的控制量并联输出,作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调节量对电机调速;最后通过水下试验验证了控制算法和控制系统的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水下机器人 控制系统 STM32微控制器 pid控制器 姿态控制器
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小型水下机器人运动控制系统设计 被引量:3
16
作者 侯茂林 马春燕 +1 位作者 庞健 安宝宝 《现代电子技术》 2023年第22期53-57,共5页
随着水下机器人被广泛应用于各种领域,研制航行阻力小、便于携带、机动性能好及可靠性高的小型水下机器人的需求不断增加。文中采用Solidworks软件设计一种基于有缆遥控的水下机器人,并采用姿态传感器、MS5837压力传感器、摄像头等搭建... 随着水下机器人被广泛应用于各种领域,研制航行阻力小、便于携带、机动性能好及可靠性高的小型水下机器人的需求不断增加。文中采用Solidworks软件设计一种基于有缆遥控的水下机器人,并采用姿态传感器、MS5837压力传感器、摄像头等搭建以STM32微控制器为核心的硬件平台。根据机器人结构特点和运动特性,设计模糊比例-积分-微分控制器,进行机器人水下实验测试。试验中水下机器人运行稳定、水下图像清晰。试验结果表明,水下机器人控制系统可以对水下机器人的姿态进行有效控制,满足运动控制需求。 展开更多
关键词 水下机器人 运动控制系统 STM32微控制器 SOLIDWORKS软件 模糊pid控制 运动试验
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基于预测控制的煤矿主煤流缓冲仓设计 被引量:6
17
作者 黄友鹤 李雨涵 《煤炭技术》 CAS 2018年第2期272-273,共2页
以姚桥煤矿井下主煤流缓冲仓智能监控保护系统为背景,引入了基于区间控制的动态矩阵预测算法(DMC)。通过对带式输送机进行受力分析,建立起煤流量与带速之间的关系模型。然后设计了以PID控制器为副回路,DMC为主控回路的DMC-PID串级控制算... 以姚桥煤矿井下主煤流缓冲仓智能监控保护系统为背景,引入了基于区间控制的动态矩阵预测算法(DMC)。通过对带式输送机进行受力分析,建立起煤流量与带速之间的关系模型。然后设计了以PID控制器为副回路,DMC为主控回路的DMC-PID串级控制算法,并与传统PID串级控制算法进行比较,利用Simulink进行仿真验证。 展开更多
关键词 给煤机 带式输送机 dmc—pid控制
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水空两用无人机的设计与控制系统研究
18
作者 文伟 邓昌胜 +3 位作者 樊志纬 吕雯昕 王纯贤 吴炜 《新型工业化》 2021年第7期36-37,39,共3页
空中无人机与潜水器等单介质无人机的应用领域较为单一,潜水器往往需要结合船只才能进行投放,过程复杂,其耗时长、耗资大等缺点限制了其应用范围,且无法适用于一些恶劣的投放环境。本研究设计一种水空两用无人机,建立了三维模型,并采用3... 空中无人机与潜水器等单介质无人机的应用领域较为单一,潜水器往往需要结合船只才能进行投放,过程复杂,其耗时长、耗资大等缺点限制了其应用范围,且无法适用于一些恶劣的投放环境。本研究设计一种水空两用无人机,建立了三维模型,并采用3D打印生产了核心舱、真空舱等部件。基于STM32F407ZET6单片机完成了水空两用无人机的控制系统设计,并建立了稳定、有效的串级PID控制模型。最终制作了实物样机并进行了空中飞行、潜水等实验。 展开更多
关键词 水空两用无人机 STM32单片机 pid控制器
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多旋翼自主飞行器
19
作者 许文海 《信息技术与信息化》 2015年第11期220-221,共2页
多旋翼飞行器是由多组动力系统组成的飞行平台,常见的有四旋翼、六旋翼、八旋翼,甚至更多旋翼组成。四旋翼飞行器的旋翼对称分布在机体的前后、左右4个方向,4个旋翼处于同一高度平面,且4个旋翼的结构和半径都相同,4个电机对称的安装在... 多旋翼飞行器是由多组动力系统组成的飞行平台,常见的有四旋翼、六旋翼、八旋翼,甚至更多旋翼组成。四旋翼飞行器的旋翼对称分布在机体的前后、左右4个方向,4个旋翼处于同一高度平面,且4个旋翼的结构和半径都相同,4个电机对称的安装在飞行器的支架端,支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。多旋翼飞行器由无刷电机驱动螺旋桨组成单组旋翼动力系统,按功能将控制系统划分成控制器模块、传感器模块、电源模块、数据处理模块和通讯模块6个独立的模块。本系统采用瑞萨官方的RL78/G13开发套件作为数据处理和路线导航的主控芯片,STM32作为辅助控制芯片,通过MPU6050陀螺仪的数据控制四个电机的转动从而达到平衡,通过超声波模块测出飞行器距离地面的高度来控制四旋翼的悬停。设计了串级PID控制器进行姿态控制。仿真和实际系统控制结果表明,该PID控制器可以得到较好的姿态控制效果,验证了控制系统设计的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼 RL78/G13 MPU6050 超声波模块 pid控制器
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