基于PD算法的四旋翼飞行器控制系统研究 被引量：23

1

作者 侯永锋 陆连山 +1 位作者 高尚德 刘雨生 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第3期359-362,共4页

目前现有的四旋翼无人飞行器控制系统主要存在鲁棒性差及控制精度低的问题。针对四旋翼无人飞行器控制鲁棒性差的缺点在现有模型的基础上提出了PD(比例-微分)控制算法。首先建立了四旋翼飞行器的模型并且阐述了四旋翼飞行器的飞行机控... 目前现有的四旋翼无人飞行器控制系统主要存在鲁棒性差及控制精度低的问题。针对四旋翼无人飞行器控制鲁棒性差的缺点在现有模型的基础上提出了PD(比例-微分)控制算法。首先建立了四旋翼飞行器的模型并且阐述了四旋翼飞行器的飞行机控制原理。然后根据四旋翼飞行器的飞行原理设计了四旋翼飞行的器控制系统,控制系统的设计包括硬件各个功能模块的设计和控制程序的设计,飞行器姿态反馈控制采用PD控制算法。最后通过"微影"一号和"微影"二号验证机分别验证了四旋翼飞行器的飞行原理及基于PD算法的控制系统的性能,基于PD算法使控制系统的鲁棒性有所提升。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 飞行器控制 pd算法

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基于门限自调整的车辆主动横摆力矩PD控制策略研究 被引量：2

2

作者 玄圣夷 白海英 +1 位作者 宋传学 靳立强 《汽车技术》 北大核心 2010年第11期17-20,56,共5页

针对目前主动横摆力矩控制算法存在的问题,提出了基于门限自调整的PD控制算法,即利用逻辑门限值方法产生并调整PID控制器参数,并由PD算法产生车轮制动力矩实现车辆稳定控制。利用MATLAB/Simulink软件建立了该控制算法的仿真模型,分别在... 针对目前主动横摆力矩控制算法存在的问题,提出了基于门限自调整的PD控制算法,即利用逻辑门限值方法产生并调整PID控制器参数,并由PD算法产生车轮制动力矩实现车辆稳定控制。利用MATLAB/Simulink软件建立了该控制算法的仿真模型,分别在高附着路面和低附着路面进行了仿真分析。结果表明,该算法在各种工况下均能很好保持汽车稳定性。 展开更多

关键词 车辆稳定性 主动横摆力矩 门限自调整 pd 控制算法

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直接驱动机器人的函数链神经网络-PD复合控制 被引量：1

3

作者 贺红林 刘文光 汪洋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第21期2601-2606,2611,共7页

为了实现直接驱动机器人精密控制,研究了直接驱动机器人的函数链神经网络-PD(FLNN-PD)控制问题。首先,对机器人动力学模型及FLNN的函数逼近特性进行分析;然后为机器人构建双闭环控制系统,推导出系统的误差动力学方程及不确定性动力学函... 为了实现直接驱动机器人精密控制,研究了直接驱动机器人的函数链神经网络-PD(FLNN-PD)控制问题。首先,对机器人动力学模型及FLNN的函数逼近特性进行分析;然后为机器人构建双闭环控制系统,推导出系统的误差动力学方程及不确定性动力学函数;引入FLNN逼近不确定性函数并为系统规划出FLNN-PD控制律;最后进行了仿真控制实验。结果显示,该控制器可使系统转角误差和角速度误差控制在±0.002rad和±0.1rad/s之内,且其对系统的参数变化及外部扰动具有较强的自适应性和鲁棒性。 展开更多

关键词 机器人 函数链神经网络 权值学习算法 pd控制器 轨迹跟踪控制

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采用改进黑洞算法优化车辆速度控制仿真研究

4

作者 李晓英 王小洁 +1 位作者 黄淳 刘书丹 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期305-308,313,共5页

为了缩短混合动力汽车起步时间,设计了汽车电机分数阶模糊PD+I控制器,并对电机转速启动效果进行仿真验证。给出了非线性车辆动力学模型,根据牛顿第二定律,推导出非线性混合动力汽车动力学方程式。针对模糊PID控制系统进行改进,设计了汽... 为了缩短混合动力汽车起步时间,设计了汽车电机分数阶模糊PD+I控制器,并对电机转速启动效果进行仿真验证。给出了非线性车辆动力学模型,根据牛顿第二定律,推导出非线性混合动力汽车动力学方程式。针对模糊PID控制系统进行改进,设计了汽车电机分数阶模糊PD+I控制器。为了提高控制系数自适应响应速度,采用改进黑洞算法对其进行优化,给出了电机控制系统的优化流程。为了检验优化后的控制系统输出效果,采用MATLAB软件对混合动力汽车电机响应速度进行仿真,并且与优化前输出结果进行对比。结果显示:优化前,混合动力汽车电机自适应调节时间较长,受到外界干扰时,电机转速变化幅度较大;优化后,混合动力汽车电机自适应调节时间较短,受到外界干扰时,电机转速变化幅度较小。采用改进黑洞算法优化分数阶模糊PD+I控制器,可以提高电机响应速度,缩短混合动力汽车起步时间。 展开更多

关键词 改进黑洞算法 分数阶模糊pd+I控制器 电机 优化 仿真

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具有自适应学习的开环PD型迭代学习控制算法研究 被引量：1

5

作者 郝晓弘 周勃 《电气工程学报》 2015年第10期15-20,共6页

针对常见的PD型迭代学习控制算法收敛速度慢、收敛精度低的问题,提出了一种具有自适应学习的开环PD型迭代学习控制算法。该算法融合自适应学习和开环PD型学习律,采用自适应因子来优化学习率,通过数学方法证明了其收敛性,并通过仿真验证... 针对常见的PD型迭代学习控制算法收敛速度慢、收敛精度低的问题,提出了一种具有自适应学习的开环PD型迭代学习控制算法。该算法融合自适应学习和开环PD型学习律,采用自适应因子来优化学习率,通过数学方法证明了其收敛性,并通过仿真验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 迭代学习控制 pd型学习率 自适应学习

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乒乓球捡球机器人关节复合抗扰柔顺运动控制

6

作者 和晓燕 韩盼星 栗振华 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期316-321,共6页

乒乓球在地面上的弹跳是不规则的,捡球机器人需要能够适应不同的球速、弹跳高度和方向。然而,机器人在工作过程中会遇到各种外部扰动,导致难以快速响应并抑制,从而使得对其关节角速度、角位移控制精度较低。为此,提出乒乓球捡球机器人... 乒乓球在地面上的弹跳是不规则的,捡球机器人需要能够适应不同的球速、弹跳高度和方向。然而,机器人在工作过程中会遇到各种外部扰动,导致难以快速响应并抑制,从而使得对其关节角速度、角位移控制精度较低。为此,提出乒乓球捡球机器人关节复合抗扰柔顺运动控制方法。采用比例-微分(Proportional Derivative,PD)控制方法对乒乓球捡球机器人的关节位置展开控制,引入细菌觅食算法优化PD控制参数;针对关节柔顺运动控制过程中存在的扰动项,引入滑模控制方法,协同优化后的PD控制完成机器人关节的复合抗扰柔顺运动控制,以保持高精度和快速响应的控制性能。实验结果表明,所提方法具有较高的关节角速度、角位移控制精度,抗扰性能好。 展开更多

关键词 乒乓球捡球机器人 pd控制 细菌觅食算法 滑模控制 关节运动控制

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基于PD控制算法与Isight系数优化的无人机轨迹跟踪 被引量：2

7

作者 柳文林 潘子双 崔凯凯 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期188-193,共6页

建立了无人机飞行动力学模型,设计了PD控制算法对无人机进行轨迹跟踪控制;基于Isight软件将多岛遗传算法和序列二次规划法相结合,对PD控制系数进行了优化调节,获得了较好的控制效果;对优化所得结果进行了仿真验证。仿真结果表明,PD控制... 建立了无人机飞行动力学模型,设计了PD控制算法对无人机进行轨迹跟踪控制;基于Isight软件将多岛遗传算法和序列二次规划法相结合,对PD控制系数进行了优化调节,获得了较好的控制效果;对优化所得结果进行了仿真验证。仿真结果表明,PD控制算法可以较好地实现对无人机的轨迹跟踪控制,位置误差与速度误差最大值基本为0,组合优化方法可以提高参数寻优效果,可将代价函数减小2.9%。 展开更多

关键词 无人机 轨迹跟踪 pd控制 系数优化 Isight软件

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基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计 被引量：4

8

作者 王育飞 程伟 +2 位作者 薛花 张宇华 米阳 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期127-138,共12页

针对传统控制器存在的响应速度较慢、超调较大及鲁棒性较差等问题,提出一种基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计方法。首先,建立含飞轮储能的两区域互联电网AGC系统模型,模拟飞轮储能联合火电机组参与AGC的过程。然... 针对传统控制器存在的响应速度较慢、超调较大及鲁棒性较差等问题,提出一种基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计方法。首先,建立含飞轮储能的两区域互联电网AGC系统模型,模拟飞轮储能联合火电机组参与AGC的过程。然后,设计一种基于串级PI-(1+PD)算法的AGC控制器。外环采用PI控制,内环采用带滤波系数的(1+PD)控制。在保证系统稳态性能的前提下,提高动态响应速度和抗扰能力,并通过粒子群算法的迭代寻优获得最优的控制器参数。最后,基于Matlab/Simulink进行算例仿真分析。结果表明:与传统PID控制和PI-PD控制相比,所提方法不仅具有更快的响应速度与更小的超调量,而且增强了系统抵御内部参数摄动的鲁棒性。 展开更多

关键词 串级PI-(1+pd)算法 飞轮储能 自动发电控制 控制器设计 粒子群优化

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基于GPS技术的水田平地机的设计与试验 被引量：23

9

作者 胡炼 杨伟伟 +4 位作者 许奕 周浩 罗锡文 可欣荣 资双飞 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期130-134,共5页

【目的】设计基于GPS技术的水田平地机,实现水田精准平整.【方法】GPS接收天线固定在平地铲上,以GPS高程定位数据作为平地铲高程信息,通过限幅平均滤波算法和PD控制算法实现平地铲运动精确和稳定的控制.【结果和结论】经GPS技术控制的... 【目的】设计基于GPS技术的水田平地机,实现水田精准平整.【方法】GPS接收天线固定在平地铲上,以GPS高程定位数据作为平地铲高程信息,通过限幅平均滤波算法和PD控制算法实现平地铲运动精确和稳定的控制.【结果和结论】经GPS技术控制的水田平地机平整后的田块田面相对高程的标准偏差值由15.8 cm减小到4.7 cm,绝对差值在不大于5 cm的采样测量点累积百分比数达85.4%,限幅平均滤波算法减少了GPS高程数据误差.GPS高程定位数据能满足水田精准平整的要求,能有效改善田面平整状况. 展开更多

关键词 GPS 水田 平地机 高程测量 限幅平均滤波算法 pd控制算法

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基于FUZZY-PID的主汽温控制 被引量：4

10

作者 孙志英 姚大林 +1 位作者 彭峰 崔凝 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第1期81-84,共4页

基于ＳＴＡＮ－９０火电机组全仿真机系统平台，选用全论域范围内带自调整因子的模糊控制器与ＰＩ控制器相结合的复合控制方案设计过热器减温控制系统：编程建立相关模糊控制算法并组态实现了控制系统功能．动态试验结果表明，与常现Ｐ... 基于ＳＴＡＮ－９０火电机组全仿真机系统平台，选用全论域范围内带自调整因子的模糊控制器与ＰＩ控制器相结合的复合控制方案设计过热器减温控制系统：编程建立相关模糊控制算法并组态实现了控制系统功能．动态试验结果表明，与常现ＰＩＤ串级控制系统相比该系统达到了更好的动、静态性能。 展开更多

关键词 过热汽温 模糊控制 PID控制 算法 火电发电机组 仿真机系统 主汽温控制 FUZZY-PID

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汽车电动助力转向系统的匹配分析及优化设计 被引量：10

11

作者 崔晓利 杨岳 毛建伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第1期1-6,共6页

在对汽车电动助力转向系统(EPS)的结构及其动力学特性分析的基础上,建立了线性三自由度汽车模型与EPS系统的集成数学模型。采用单参数自适应模糊PD控制策略,通过时域和频域的仿真计算,研究了EPS与整车动态性能的匹配关系及EPS主要参数... 在对汽车电动助力转向系统(EPS)的结构及其动力学特性分析的基础上,建立了线性三自由度汽车模型与EPS系统的集成数学模型。采用单参数自适应模糊PD控制策略,通过时域和频域的仿真计算,研究了EPS与整车动态性能的匹配关系及EPS主要参数的设计原则,并给出了EPS系统主要参数所必须满足的稳定性准则。在此基础上,建立了汽车系统和电动助力转向系统的综合系统多目标优化设计模型,并采用遗传算法对EPS主要参数进行优化设计。最后,通过试验验证了所设计的硬件参数和控制算法的有效性。 展开更多

关键词 汽车 电动助力转向 模糊pd控制 遗传算法 优化设计

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基于遗传算法的高速飞行器模糊控制律设计 被引量：4

12

作者 李惠峰 王健 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1250-1253,共4页

以吸气式高超声速飞行器X-43A的纵向通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了飞行控制系统.飞行控制系统包括2个回路,制导回路采用PD控制器,控制回路应用模糊控制器.制导回路负责跟踪轨迹,控制回路执行制导指令.基于遗传算法实现... 以吸气式高超声速飞行器X-43A的纵向通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了飞行控制系统.飞行控制系统包括2个回路,制导回路采用PD控制器,控制回路应用模糊控制器.制导回路负责跟踪轨迹,控制回路执行制导指令.基于遗传算法实现了PD反馈参数和模糊控制规则的自动优化,无需先验知识和训练数据.在控制飞行器轨迹、姿态和推力时,综合考虑非线性动态特性、不确定性和约束.仿真表明,该方法可以同时满足飞行控制系统鲁棒性和优化过程收敛性的要求. 展开更多

关键词 高超声速 模糊控制 pd控制 遗传算法 鲁棒性

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实现人身和机器人交流的神经振动子控制算法 被引量：1

13

作者 吴德明 谢光辉 王光建 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期695-702,共8页

为实现人身和机器人交流时的运动同步,首先提出了一类非线性多关节神经振动子运动控制算法,其输入为机器人和人相互作用所产生的关节扭矩信号,输出为机器人关节期望角度;然后对具有代表性的二关节神经振动子控制算法中各参数的耦合特性... 为实现人身和机器人交流时的运动同步,首先提出了一类非线性多关节神经振动子运动控制算法,其输入为机器人和人相互作用所产生的关节扭矩信号,输出为机器人关节期望角度;然后对具有代表性的二关节神经振动子控制算法中各参数的耦合特性进行了分析;最后,基于7自由度机器人臂平台对该神经振动子控制算法的有效性进行实验.实验结果表明,该控制算法能够实现人和机器人相互运动的同步,通过调节神经振动子的增益参数,同步的程度能够被改变. 展开更多

关键词 神经振动子 人-机身体交流 比例微分(pd)反馈控制 运动同步 算法

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非线性系统的改进型迭代学习控制算法研究 被引量：3

14

作者 郝晓弘 周勃 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第6期29-32,共4页

针对普通闭环PD型迭代学习控制算法收敛速度慢且收敛精度不高的问题,通过在闭环PD型控制算法中引入动态扩张-收缩因子(dynamic expansion compression coefficient,DECC)的方法,提高闭环PD型算法的收敛速度以及收敛精度。同时将鲁棒控... 针对普通闭环PD型迭代学习控制算法收敛速度慢且收敛精度不高的问题,通过在闭环PD型控制算法中引入动态扩张-收缩因子(dynamic expansion compression coefficient,DECC)的方法,提高闭环PD型算法的收敛速度以及收敛精度。同时将鲁棒控制引入至算法中,进一步提高算法抑制外界干扰的能力。通过构造李雅普诺夫函数证明了在所提改进的控制律作用下的信号是有界且收敛的。最后将改进的迭代学习控制算法应用在一类具有重复运行性质的非线性系统中,证明所提算法是有效的。 展开更多

关键词 非线性系统 迭代学习控制 pd型学习率 动态扩张-收缩因子

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基于误差补偿的AFS水平随动控制研究

15

作者 王琼 李家侃 +1 位作者 孙保群 夏光 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1049-1054,共6页

AFS系统中,传感器信号采集处理、伺服电机调节机构及控制方法是影响其性能的3个主要因素。文章对AFS系统水平随动机构中步进电机的调节机构与控制方法进行了研究和设计,重点是研究其调节机构并据此建立运行步数与大灯实际偏转角度的数... AFS系统中,传感器信号采集处理、伺服电机调节机构及控制方法是影响其性能的3个主要因素。文章对AFS系统水平随动机构中步进电机的调节机构与控制方法进行了研究和设计,重点是研究其调节机构并据此建立运行步数与大灯实际偏转角度的数学模型,对控制样机的控制程序应用线性化处理及误差补偿的方法进行了算法优化设计,实现了应用模糊自适应PD控制算法对AFS水平随动执行机构的控制设计。进行仿真实验并在上海大众斯柯达昊锐车型SK-98760型前照灯总成上测试,结果表明所设计的系统具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 AFS系统 调节机构 误差补偿 模糊自适应pd控制 算法优化

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基于遗传算法的高速飞行器模糊飞控一体化

16

作者 李惠峰 王健 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期44-47,共4页

以高超声速飞行器通用模型的俯仰通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了一体化飞控系统.飞控系统由1个模糊控制器和2个PD控制器组成.基于遗传算法实现了模糊控制规则和PD反馈参数的自动优化,无需先验知识和训练数据.仿真表明,... 以高超声速飞行器通用模型的俯仰通道为控制对象,针对其6自由度非线性模型设计了一体化飞控系统.飞控系统由1个模糊控制器和2个PD控制器组成.基于遗传算法实现了模糊控制规则和PD反馈参数的自动优化,无需先验知识和训练数据.仿真表明,该方法可以同时满足飞行控制系统鲁棒性和优化过程收敛性的要求,特别是鲁棒性优于同样采用模糊控制的经典双回路飞控系统. 展开更多

关键词 高超声速 模糊控制 pd控制 遗传算法 一体化飞控系统 鲁棒性

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微粒群算法在二自由度PID控制器的优化设计中的应用

17

作者 王海稳 王英 曲俊海 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2010年第S1期105-107,共3页

利用微粒群优化(PSO)算法对PI/PD控制器进行研究,PSO算法是一种进化算法,源于鸟类捕食行为的模拟,以工业过程中常见的对象模型进行了仿真实验,得到的仿真结果表明提出的方法可以获得满意的控制效果(如上升时间、稳定时间、超调量等),PS... 利用微粒群优化(PSO)算法对PI/PD控制器进行研究,PSO算法是一种进化算法,源于鸟类捕食行为的模拟,以工业过程中常见的对象模型进行了仿真实验,得到的仿真结果表明提出的方法可以获得满意的控制效果(如上升时间、稳定时间、超调量等),PSO算法为PI/PD控制器的设计提供了一条有效途径。 展开更多

关键词 PI/pd控制器 微粒群算法 优化设计

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网络控制系统的时延仿真分析 被引量：1

18

作者 张晓倩 高嵩 王洁 《现代电子技术》 2009年第23期64-67,共4页

介绍网络控制系统和基于Matlab/Simulink的仿真工具箱TrueTime,然后分析时延产生的原因、类型以及对系统稳定性的影响,最后以一个采用PD算法控制的单回路直流电机的仿真模型进行仿真。考虑干扰影响系统,仿真结果可以看出,传输时延和干... 介绍网络控制系统和基于Matlab/Simulink的仿真工具箱TrueTime,然后分析时延产生的原因、类型以及对系统稳定性的影响,最后以一个采用PD算法控制的单回路直流电机的仿真模型进行仿真。考虑干扰影响系统,仿真结果可以看出,传输时延和干扰同时存在网络控制系统中,使得系统性能变得更差,这表明干扰会产生一定的时延并且时延会降低系统的性能,使系统的稳定范围变小,甚至使系统不稳定。创新点:研究时延和干扰对系统控制性能的影响,并给出仿真曲线和仿真结论。 展开更多

关键词 网络控制系统 TRUETIME工具箱 时延 pd算法

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基于遗传算法的直流伺服系统参数辨识及摩擦补偿控制 被引量：7

19

作者 董立红 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第12期174-178,共5页

针对静态摩擦力对数控机床直流伺服系统的干扰问题,提出了一种先利用遗传算法对静态摩擦模型中的参数进行辨识,然后采用基于摩擦模型补偿的伺服控制方法。该方法首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入到直流伺... 针对静态摩擦力对数控机床直流伺服系统的干扰问题,提出了一种先利用遗传算法对静态摩擦模型中的参数进行辨识,然后采用基于摩擦模型补偿的伺服控制方法。该方法首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入到直流伺服系统的反馈控制结构中,获取伺服电机的位置误差。采用遗传算法对摩擦补偿模型进行参数辨识,使摩擦补偿量在数值上不断逼近实际的摩擦干扰,并利用摩擦补偿量来抵消摩擦给伺服系统带来的影响。为了验证参数辨识的效果,将普通PD控制与基于摩擦补偿的PD控制进行了仿真比较,实验结果表明,后者能够消除由于静摩擦的存在而造成的位置跟踪中出现的平顶现象,能够达到理想的跟踪效果。因此,本文所提出的方法具有较强的摩擦干扰补偿能力,能够实现对直流伺服系统的精确控制。 展开更多

关键词 直流伺服系统 遗传算法 参数辨识 摩擦补偿 pd控制

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遗传算法在弹头姿态控制系统优化设计中的应用

20

作者 刘兴淼 王仕成 王琛 《电光与控制》 北大核心 2007年第5期98-101,共4页

弹头姿态控制系统是弹道导弹弹头控制技术的重要组成部分,但由于系统中明显包含非线性环节,所以造成设计时系统优化困难。为解决设计中的非线性问题,引入了PD控制,并根据系统的性能及特点,提出了相应的遗传算法及其适应度函数,对PD参数... 弹头姿态控制系统是弹道导弹弹头控制技术的重要组成部分,但由于系统中明显包含非线性环节,所以造成设计时系统优化困难。为解决设计中的非线性问题,引入了PD控制,并根据系统的性能及特点,提出了相应的遗传算法及其适应度函数,对PD参数进行整定,最后基于遗传算法对弹头姿态控制系统进行了全面设计和仿真。从仿真结果看,引入算法后,系统控制效果良好,完全满足系统控制要求,达到了系统优化设计。 展开更多

关键词 弹头 pd控制 姿态控制 遗传算法 优化设计 弹道式导弹

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