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系留四旋翼无人机串级PID控制
1
作者 刘浩浩 张素侠 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期545-551,共7页
系留无人机飞行过程中,缆绳对无人机作用有变化的拉力,严重时会引起无人机的坠毁,故设计系留无人机控制器时必须考虑缆绳张力的影响。将缆绳张力大小近似为与无人机飞行高度成正比,建立系留四旋翼无人机的简化六自由度数学模型,设计串级... 系留无人机飞行过程中,缆绳对无人机作用有变化的拉力,严重时会引起无人机的坠毁,故设计系留无人机控制器时必须考虑缆绳张力的影响。将缆绳张力大小近似为与无人机飞行高度成正比,建立系留四旋翼无人机的简化六自由度数学模型,设计串级PID控制器进行仿真分析,并搭建系留四旋翼无人机模型测试系统进行微风环境下的实验测试。结果表明:微风环境下,设计的串级PID控制器可以使系留无人机达到良好的飞行效果,且缆绳对系留无人机平台的拉力主要与无人机的飞行高度有关,对缆绳拉力的处理方法可行。 展开更多
关键词 系留四旋翼无人机 缆绳张力 数学模型 串级pid控制 实验测试
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抽水蓄能机组空载工况动态矩阵PID串级控制 被引量:1
2
作者 陈建林 王斌 +2 位作者 任晟民 徐哲熙 刘婷 《人民长江》 北大核心 2024年第3期205-211,共7页
针对传统PID控制对含机械时滞抽水蓄能机组调节系统控制效果不理想的问题,提出了一种抽水蓄能机组的动态矩阵PID串级控制策略。考虑液压执行机构的机械时滞和主接力器的限幅与限速,建立了小波动情况下抽水蓄能机组调节系统的数学模型。... 针对传统PID控制对含机械时滞抽水蓄能机组调节系统控制效果不理想的问题,提出了一种抽水蓄能机组的动态矩阵PID串级控制策略。考虑液压执行机构的机械时滞和主接力器的限幅与限速,建立了小波动情况下抽水蓄能机组调节系统的数学模型。在调节系统原PID控制作为内环控制的基础上,引入动态矩阵控制作为外环控制,通过天牛须搜索算法来整定优化PID参数,提出了一种新型抽水蓄能机组动态矩阵PID串级控制方法,并应用PID等6种控制策略对调节系统进行控制仿真。结果表明:所提出的控制方法可以在不同机械时滞作用下有效改善抽水蓄能机组调节系统在空载频率扰动时的控制性能。研究成果可为抽水蓄能机组的调节系统控制提供借鉴。 展开更多
关键词 机组调节系统 机械时滞 动态矩阵pid串级控制 天牛须搜索算法 空载工况 抽水蓄能电站
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小体积电缆管道打磨机器人控制系统设计
3
作者 何玉灵 薛瑞 +4 位作者 代德瑞 庞子旺 孔凡坊 张翼 占鹭林 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期93-99,共7页
地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬... 地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬件电路、软件控制系统的上位机操作界面。使用EDA软件设计系统部分硬件电路,包括最小系统板、降压电路、CAN通信电路和电机驱动电路;在Keil5软件中,应用串级PID控制算法设计了各模块的软件控制程序;基于C#语言,使用Visual Studio软件设计了上位机人机交互界面。经过样机制作与实验验证,证明了该机器人整体功能完善,能够通过上位机界面实现图像传输、机器人行进以及管壁打磨等功能,完全能够满足小体积电缆管道打磨机器人的作业要求。 展开更多
关键词 电缆管道 打磨机器人 控制系统设计 硬件电路 STM32 串级pid CAN
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基于MATLAB的PID算法在串级控制系统中的应用 被引量:23
4
作者 唐贤伦 仇国庆 +1 位作者 李银国 曹长修 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期61-63,共3页
串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容无自衡串级液位控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在... 串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了双容无自衡串级液位控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中.结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制,控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性. 展开更多
关键词 增量式pid 串级控制 MATLAB
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模糊PID液位控制系统的设计与实现 被引量:40
5
作者 李兵 方敏 汪洪波 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1370-1374,共5页
文章针对双水箱液位系统,主调节器采用模糊PID控制,副调节器采用比例调节器的串级控制系统对水箱液位控制。并用组态软件MCGS实现了普通PID和模糊PID控制算法。试验结果表明,采用模糊PID控制的下水箱液位,较常规PID控制其响应速度快,且... 文章针对双水箱液位系统,主调节器采用模糊PID控制,副调节器采用比例调节器的串级控制系统对水箱液位控制。并用组态软件MCGS实现了普通PID和模糊PID控制算法。试验结果表明,采用模糊PID控制的下水箱液位,较常规PID控制其响应速度快,且较快地达到稳态,从而改善系统的性能。 展开更多
关键词 液位控制 串级控制 模糊pid控制 组态软件
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模糊PID控制器在火电厂主汽温控制中的应用 被引量:15
6
作者 林梅金 罗飞 李如雄 《动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期231-233,238,共4页
把解决模糊控制中的强化作用与静态稳定性之间的矛盾作为研究方向,针对火电厂主汽温系统的大滞后、大惯性、非线性等特点,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了模糊PID控制模型并与普通PID控制和简单的模糊控制进行了比较。... 把解决模糊控制中的强化作用与静态稳定性之间的矛盾作为研究方向,针对火电厂主汽温系统的大滞后、大惯性、非线性等特点,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了模糊PID控制模型并与普通PID控制和简单的模糊控制进行了比较。从仿真结果中可以看出:这种方法是解决模糊控制中的强化调节作用与静态稳定性之间矛盾的有效方法。 展开更多
关键词 自动控制技术 pid控制 模糊pid控制 串级控制
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无人艇航迹跟踪GPC-PID串级控制 被引量:18
7
作者 彭艳 吴伟清 +3 位作者 刘梅 国文青 李恒宇 谢少荣 《控制工程》 CSCD 北大核心 2014年第2期245-248,共4页
水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)系统存在有大惯性、长时滞、非线性、难以建立精确模型等问题,易受海浪等外界干扰的影响,采用传统的PID控制难以达到良好的航迹跟踪控制效果。为了实现更好的控制效果,基于广义预测理论,将其与... 水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)系统存在有大惯性、长时滞、非线性、难以建立精确模型等问题,易受海浪等外界干扰的影响,采用传统的PID控制难以达到良好的航迹跟踪控制效果。为了实现更好的控制效果,基于广义预测理论,将其与PID控制相结合,设计了GPC-PID串级控制器,分别控制无人艇的转艏运动和操舵运动,并采用分离式控制方案,通过航向控制间接实现无人艇的航迹跟踪控制。从matlab仿真实验结果可以看出,GPC-PID控制器具有良好的航向控制与航迹跟踪控制效果,具有响应速度快,控制精度高,鲁棒性好,抗干扰能力强等优点。 展开更多
关键词 水面无人艇 航迹跟踪控制 GPC-pid串级控制器 分离式控制
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锅炉汽包水位系统DMC─PID串级控制仿真研究 被引量:22
8
作者 刘红军 韩璞 王东风 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期450-453,共4页
给出具有可测干扰系统的动态矩阵控制(DMC)算法,并结合动态矩阵控制、串级调节和PID控制三者的优点,提出了锅炉汽包水位控制系统的DMC-PID控制策略,即内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用带前馈补偿的DMC控制,可有效地... 给出具有可测干扰系统的动态矩阵控制(DMC)算法,并结合动态矩阵控制、串级调节和PID控制三者的优点,提出了锅炉汽包水位控制系统的DMC-PID控制策略,即内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用带前馈补偿的DMC控制,可有效地克服汽包水位系统的另一主要扰动-蒸汽流量的扰动,同时DMC的强鲁棒性保证了在对象特性变化的情况下仍然获得良好的调节品质。计算机仿真结果显示了该控制策略的有效性和实用性。 展开更多
关键词 动态矩阵控制(DMC) pid控制 汽包水位控制 串级控制
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热力系统串级控制PID参数优化研究 被引量:10
9
作者 张立群 李东海 +1 位作者 唐多元 薛亚丽 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1848-1850,1854,共4页
提出一种稳定域约束的串级PID控制器的参数优化方法。首先根据广义H_B定理得到串级PID控制器参数的稳定域约束条件,然后利用遗传寻优算法获得ITAE性能指标最优的串级PID控制器参数,最后通过对锅炉过热汽温和火电厂主汽压力的串级控制系... 提出一种稳定域约束的串级PID控制器的参数优化方法。首先根据广义H_B定理得到串级PID控制器参数的稳定域约束条件,然后利用遗传寻优算法获得ITAE性能指标最优的串级PID控制器参数,最后通过对锅炉过热汽温和火电厂主汽压力的串级控制系统的研究,表明该方法有效且易于实现,设定值跟踪和扰动响应曲线输出平缓、超调量小、调节时间短。 展开更多
关键词 串级控制 pid控制器 过热汽温 主汽压力
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PID自动整定和阶梯式GPC在大型电站锅炉中的应用 被引量:19
10
作者 李俊 孙德敏 +2 位作者 魏衡华 邱雪峰 薛美盛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2000年第18期45-48,共4页
将 PID自动整定和阶梯式广义预测控制 (GPC)同时运用到大型工业锅炉的重要控制回路(如汽包水位和主蒸汽压力 )中。使用 PID自整定可以在任何时候快速、有效地修改 PID参数 ;而阶梯式 GPC的应用则突破了以往 GPC等方案只用于小型锅炉的... 将 PID自动整定和阶梯式广义预测控制 (GPC)同时运用到大型工业锅炉的重要控制回路(如汽包水位和主蒸汽压力 )中。使用 PID自整定可以在任何时候快速、有效地修改 PID参数 ;而阶梯式 GPC的应用则突破了以往 GPC等方案只用于小型锅炉的控制、大型锅炉仅进行仿真或仅对过热蒸汽温度等回路进行控制的状况。针对在线计算的快速性要求 ,对 GPC进行修改 ,得到阶梯式GPC方法 ,使计算量比 GPC的递推算法大为减少 ,使之满足实际应用的要求。 2种方法均在某42 0 展开更多
关键词 pid自动整定 阶梯式GPC 大型电站 锅炉
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用RBF网络整定的火电厂主汽温PID串级控制系统 被引量:16
11
作者 刘吉臻 李建强 +1 位作者 张栾英 朱成林 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期89-92,134,共5页
火电厂主汽温具有大惯性、大迟延等特性,其动态特性随负荷而变化,采用常规的按照典型工况整定的固定参数PID串级控制难以获得满意的控制效果。为此,提出一种用RBF网络整定的PID串级主汽温控制策略,将RBF神经网络和常规PID串级控制相结... 火电厂主汽温具有大惯性、大迟延等特性,其动态特性随负荷而变化,采用常规的按照典型工况整定的固定参数PID串级控制难以获得满意的控制效果。为此,提出一种用RBF网络整定的PID串级主汽温控制策略,将RBF神经网络和常规PID串级控制相结合构成的智能PID控制器不仅具有常规PID控制器的特性,而且具有智能控制器的自学习能力,增强了系统对不确定因素的适应性。仿真研究结果表明:系统动态品质明显优于通常的PID串级控制,能适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力。 展开更多
关键词 自动控制技术 RBF网络 pid控制 主汽温控制系统 串级控制 参数整定
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基于PID参数自整定的液位控制系统设计及其实现 被引量:12
12
作者 常建东 虎恩典 +1 位作者 赵文贤 张东 《现代电子技术》 北大核心 2016年第5期152-154,160,共4页
针对现有液位调控系统中双回路PID参数调节困难的问题,通过将继电反馈作为支撑PID参数自整定方法,设计了一套基于MCGS和PLC的液位调控系统用串级PID参数自整定控制策略。通过分析储油罐阶跃响应得到传递函数,在此基础上对控制对象进行... 针对现有液位调控系统中双回路PID参数调节困难的问题,通过将继电反馈作为支撑PID参数自整定方法,设计了一套基于MCGS和PLC的液位调控系统用串级PID参数自整定控制策略。通过分析储油罐阶跃响应得到传递函数,在此基础上对控制对象进行离散化并建立了PID参数自整定控制系统,在MCGS平台成功实验了实时监控。比较自整定前后的控制性能,得到PID参数自整定具有较快的响应速度,较小的超调量、更快达到稳态、更强的抗干扰能力等优点,可以实现对储油罐系统液位的最佳控制。仿真结果表明PID参数自整定控制技术能够有效地调节储油罐系统的液位控制,极大地保证输油系统的安全。 展开更多
关键词 液位 串级控制 pid参数 自整定
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非线性PID控制在导弹纵向飞行控制中的应用 被引量:8
13
作者 任强 孙明玮 +1 位作者 陈增强 袁著祉 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第4期411-414,共4页
提出了结构简单的非线性PID控制方案.通过对导弹动力学特性的分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,弹道外回路采用非线性PI控制,姿态内回路采用非线性PID控制.仿真结果表明,该控制方案结构简单,并能在全空间内实现较高的... 提出了结构简单的非线性PID控制方案.通过对导弹动力学特性的分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,弹道外回路采用非线性PI控制,姿态内回路采用非线性PID控制.仿真结果表明,该控制方案结构简单,并能在全空间内实现较高的控制要求. 展开更多
关键词 非线性pid控制 纵向飞行通道 串级控制 姿态控制
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蒸煮锅内温差DMC-PID串级解耦控制 被引量:6
14
作者 汤伟 王震 +2 位作者 党世宏 甘文涛 于东伟 《中国造纸》 CAS 北大核心 2014年第12期47-50,共4页
在置换蒸煮制浆过程中,蒸煮锅内温差过大会产生不均匀蒸煮现象,影响最终的蒸煮质量。针对蒸煮锅顶层流量与底层流量存在强耦合关系、蒸煮锅内温差大时滞特点、温差控制要求实时性,设计了DMC-PID串级解耦控制系统,通过流量-温差串级控制... 在置换蒸煮制浆过程中,蒸煮锅内温差过大会产生不均匀蒸煮现象,影响最终的蒸煮质量。针对蒸煮锅顶层流量与底层流量存在强耦合关系、蒸煮锅内温差大时滞特点、温差控制要求实时性,设计了DMC-PID串级解耦控制系统,通过流量-温差串级控制系统来实现对温差的控制。通过Matlab仿真表明,DMC-PID串级解耦控制系统具有更好的动态性能和鲁棒性,其控制效果明显优于单回路控制系统。 展开更多
关键词 置换蒸煮系统 温差控制 DMC-pid串级解耦 鲁棒性
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四旋翼无人机串级变论域模糊PID姿态控制研究 被引量:43
15
作者 刘洋 行鸿彦 侯天浩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第10期46-52,共7页
为解决四旋翼无人机控制系统存在的鲁棒性差和控制精度低等问题,结合变论域思想、模糊PID算法和串级PID算法三者优点,提出了一种基于变论域模糊PID的串级姿态控制算法。建立了四旋翼无人机系统动力学数学模型,在模型的基础上设计串级变... 为解决四旋翼无人机控制系统存在的鲁棒性差和控制精度低等问题,结合变论域思想、模糊PID算法和串级PID算法三者优点,提出了一种基于变论域模糊PID的串级姿态控制算法。建立了四旋翼无人机系统动力学数学模型,在模型的基础上设计串级变论域模糊PID控制系统,将不同的控制器组合,使用外环角度环和内环角速度环对四旋翼姿态进行控制。常规串级PID算法和串级变论域模糊PID算法设计的控制系统所得仿真曲线对比表明,串级变论域模糊PID控制方法能满足四旋翼飞行器响应速度快与稳定性高的要求,其超调量为8%,明显优于串级PID控制方法。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 串级变论域模糊pid 仿真
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基于Smith预估的模糊/PID串级主汽温控制系统仿真 被引量:21
16
作者 程启明 王勇浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期143-147,共5页
针对火电厂主汽温控制对象特点,提出一种带Smith预估的模糊/PID复合串级控制系统。该系统的主控制器采用模糊/PID并联控制器,其中常规模糊控制模块中加入了自适应环节,主环中还采用增益自适应Smith预估控制器,以提高系统适应工况变化能... 针对火电厂主汽温控制对象特点,提出一种带Smith预估的模糊/PID复合串级控制系统。该系统的主控制器采用模糊/PID并联控制器,其中常规模糊控制模块中加入了自适应环节,主环中还采用增益自适应Smith预估控制器,以提高系统适应工况变化能力。Matlab仿真结果表明,新的串级控制系统对模型的不确定性和外扰均有较强的适应性和鲁棒性,其控制品质远优于常规的串级控制系统。 展开更多
关键词 主蒸汽温度 自适应模糊控制 Smith预估 串级pid控制 MATLAB仿真
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模糊自校正PID液位串级控制系统设计与仿真 被引量:16
17
作者 林屹 叶小岭 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第3期17-20,共4页
针对双容水箱液位控制问题,探讨了模糊控制理论在液位控制系统中的应用,提出了基于模糊自校正PID的串级液位控制方案,设计了一种模糊自校正PID控制器,并在此基础上对该双容水箱液位在3种不同控制方案,即单回路PID控制、串级控制以及基... 针对双容水箱液位控制问题,探讨了模糊控制理论在液位控制系统中的应用,提出了基于模糊自校正PID的串级液位控制方案,设计了一种模糊自校正PID控制器,并在此基础上对该双容水箱液位在3种不同控制方案,即单回路PID控制、串级控制以及基于模糊自校正PID的串级控制下的控制效果进行了Simulink仿真研究。结果表明,相对于常规单回路PID以及常规串级控制,基于模糊自校正PID的串级控制系统在超调量、调节时间、抗干扰等方面有更好的控制品质。 展开更多
关键词 模糊控制 比例积分微分控制 串级控制系统 自校正
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预测-PID串级控制及其应用 被引量:9
18
作者 谢剑英 席裕庚 季雪伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期196-200,共5页
本文将串级控制结构与预测控制算法相结合,提出一种预测-PID串级控制策略,讨论了设计要点,并通过仿真试验说明,这一控制策略既保持了原来预测控制的强鲁棒性和跟踪性能,又具有足够的抗干扰性。文章最后还给出了这一方案在某合成氨厂的... 本文将串级控制结构与预测控制算法相结合,提出一种预测-PID串级控制策略,讨论了设计要点,并通过仿真试验说明,这一控制策略既保持了原来预测控制的强鲁棒性和跟踪性能,又具有足够的抗干扰性。文章最后还给出了这一方案在某合成氨厂的控制效果。 展开更多
关键词 预测 级联控制 pid控制
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基于PID神经网络的主汽温系统设计与仿真 被引量:9
19
作者 肖忠 玉瑞 王清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2195-2199,共5页
PID神经网络是将PID控制规律融入神经网络的一种智能控制技术,它既具有常规PID控制结构简单、参数物理意义明确的优点,又具有神经网络非线性映射能力强、自学习、自适应的功能。针对主汽温控制系统大滞后、非线性、时变等特性,综合考虑... PID神经网络是将PID控制规律融入神经网络的一种智能控制技术,它既具有常规PID控制结构简单、参数物理意义明确的优点,又具有神经网络非线性映射能力强、自学习、自适应的功能。针对主汽温控制系统大滞后、非线性、时变等特性,综合考虑控制系统的动态、静态性能,利用PID神经网络对控制系统进行全工况的学习与优化设计,并进行了主汽温全程控制仿真研究。仿真结果表明该方法具有较强的工况适应能力与抗干扰能力。 展开更多
关键词 pid 神经网络 主汽温 串级控制
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基于滑模观测器与模糊PID的PMSM无位置传感器控制系统 被引量:12
20
作者 张宇慧 丁德锐 董晓光 《电子测量技术》 2018年第5期6-12,共7页
永磁同步电机(PMSM)是一个非线性、强耦合系统,如何获得准确的转子位置和电机转速信息一直备受关注。提出了基于模糊PID技术与滑模观测器的新型混合估计策略,从而进一步提高了PMSM系统转子位置和电机转速的观测精度。具体地,在三相PMS... 永磁同步电机(PMSM)是一个非线性、强耦合系统,如何获得准确的转子位置和电机转速信息一直备受关注。提出了基于模糊PID技术与滑模观测器的新型混合估计策略,从而进一步提高了PMSM系统转子位置和电机转速的观测精度。具体地,在三相PMSM控制系统中,首先利用给定电流与反馈电流间的误差设计滑模观测器,并由该误差重构电机的反电动势;然后根据获得的反电动势采用锁相环(PLL)获得转子的位置和速度信息。该混合测量的新颖性主要体现在如下两个方面。1)设计的基于Sigmoid函数的滑模观测器不仅改善滑模趋近速度还抑制了滑模变结构的抖振问题;2)设计的基于模糊PID的PLL系统提高了获得转子位置和电机转速的精度。借助于MATLAB/Simulink环境进行仿真实验,验证了提出的方案确实改善了转子位置和电机转速估计的效果。 展开更多
关键词 串级pid 永磁同步电机 滑模控制系统 模糊pid
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