基于增益调整型模糊PID的脉动真空灭菌器控制系统

针对目前脉动真空灭菌器控制效果不好而产生湿包的问题,结合Chien-Hrones-Reswicks整定算法,提出用模糊变增益PID的控制策略,控制器输入取控制舱内温度的偏差e和偏差变化率Δe。根据实际操作经验,加入模糊规则,输出取PID控制器2个参数的调整值,从而实现PID参数的在线自整定。在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真实验,进行了传统PID控制与模糊变增益PID控制动态性能的仿真比较,结果表明采用模糊变增益PID控制策略可明显提高脉动真空灭菌控制系统的动态性能。.     

制冷系统自适应模糊控制器的实验研究

以小型冷库智能控制试验台为被控对象,提出以压缩机频率和冷风机频率为输入参数,以库内空气温度和蒸发器出口过热度为输出参数的两输入两输出自适应模糊控制,以基本模糊控制规则和李雅普洛夫稳定性理论为基础设计自适应稳定模糊控制器,并将控制器应用于现有的冷库制冷系统中进行实验研究。结果表明,在变控制目标的控制过程中,控制器对库温和过热度的控制效果良好。在变负荷的控制过程中,控制器对库温的控制效果良好,但是过热度的控制效果并不好。     

基于模糊控制的无人水面艇直线路径跟踪方法

针对直流电机驱动固定双桨的无人水面艇,提出一种基于模糊控制的直线路径跟踪方法;利用无人水面艇到目标路径的垂直距离以及无人水面艇的实际航向与给定路径方向的差值来确定无人水面艇的当前状态,根据模糊推理的方法实时调整左右两侧推进电机的输入电压,进而改变无人水面艇的运动状态,实现无人水面艇自主直线路径跟踪;模糊控制器采用双输入双输出的控制结构,无需建立精确的控制器模型,在无人水面艇初始位置相对于跟踪直线的不同位置关系情况下进行了仿真实验,并与PID控制器的性能进行了比较,仿真结果表明:在初始航向偏差角较大时,如2π/3、π时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,如π/4、3π/7、π/2时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

EAST装置电子回旋共振加热系统中央控制器设计

介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的电子回旋共振加热(ECRH)系统中央控制器的设计,阐 述了中央控制器对输入的总控触发信号、等离子体电流信号、ECRH 系统状态信号、高压输出状态信号、波输出 状态信号、各类停止信号以及各输出控制信号等的处理与控制逻辑。对 FPGA 程序做了时序仿真,仿真结果表明,该控制器能够实时响应总控触发信号、精确控制阴极与阳极高压电源的开关、处理各种异常情况,满足 ECRH 系统的控制需求,且具有极高的可靠性。     

通用标量混沌信号同步系统及其控制器的backstepping设计

以寻求通用标量混沌信号同步系统为目标,虚拟控制项加权为变量的严格反馈形式变参数系统为对象,采用带有调谐函数的自适应backstepping设计方法,设计了反馈控制器和相应的参数自适应律.采用所给控制器和参数自适应律,可以使通用系统的输出渐近同步于任意已知结构混沌系统的输出.理论与计算机仿真结果均证实了通用标量混沌信号同步系统及其控制器的有效性. 关键词： 混沌 严格反馈 backstepping设计 自适应控制     

一类Hopf分岔系统的通用鲁棒稳定控制器设计方法

针对一类多项式形式的Hopf分岔系统, 提出了一种鲁棒稳定的控制器设计方法. 使用该方法设计控制器时不需要求解出系统在分岔点处的分岔参数值, 只需要估算出分岔参数的上下界, 然后设计一个参数化的控制器, 并通过Hurwitz判据和柱形代数剖分技术求解出满足上下界条件的控制器参数区域, 最后在得到的这个区域内确定出满足鲁棒稳定的控制器参数值. 该方法设计的控制器是由包含系统状态的多项式构成, 形式简单, 具有通用性, 且添加控制器后不会改变原系统平衡点的位置. 本文首先以Lorenz系统为例说明了控制器的推导和设计过程, 然后以van der Pol振荡系统为例, 进行了工程应用. 通过对这两个系统的控制器设计和仿真, 说明了文中提出的控制器设计方法能够有效地应用于这类Hopf分岔系统的鲁棒稳定控制, 并且具有通用性.     

用滑模控制方法实现具有扇区非线性输入的主从混沌系统同步

分析了一个具有扇区非线性输入且含有参数不确定性以及外部噪声干扰的主从混沌系统的同 步控制问题.设计了一类同步滑模变结构控制器，并从理论上证明了该控制器的有效性.研究 表明该控制器不受受控系统的参数变化和噪声干扰的影响，具有很强的鲁棒性.最后通过对 主从Duffing_Holmes系统的仿真研究，验证了该控制器的有效性. 关键词： 混沌同步 滑模变结构控制 扇区非线性输入 不确定性     

基于FPGA的PLC位信息输出控制器设计

提出应用FPGA设计PLC位信息输出与读取控制器的思路。该控制器执行输出位信息相关命令时,在内部时序脉冲控制下按照Y编号地址自主完成位信息在位存储单元的寻址和读写操作;论述了控制器的电路构成和基本原理,应用Verilog HDL语言实现硬件电路的构建与连接;测试表明,该控制器在PLC用户程序执行过程中可以自主将位信息按要求输出和读取,使输出位信息命令的执行与系统其它功能模块实现并行处理,提高了PLC执行指令序列的速度,缩短了PLC扫描周期。     

用于移相干涉的高精度可伸缩PZT驱动电源技术

针对现有的三压电陶瓷移相器难以驱动大口径参考镜进行移相干涉测量的问题,设计了一种用于被测镜单压电陶瓷驱动移相干涉测量系统的高精度压电陶瓷移相器驱动电源。电源采用误差放大式结构,根据输入信号与输出采样的偏差,通过比例作差与光耦隔离等环节输出控制信号,进而控制MOSFET的导通状态调整充放电电流,控制由倍压整流电路生成的直流高压源进行输出,实现对驱动电源输出电压的稳定控制。实验表明其高精度压电陶瓷驱动电源具有在-600～+600V范围内输出连续可调电压的能力,且纹波小于20mV,线性度和精确度高,稳定性好,可实现压电陶瓷的可伸缩精确移相,满足被测镜移相干涉测量系统进行大口径被测镜高精度面形测量的要求。     

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

针对多机并联系统的稳定性控制问题,在构建同步发电机双机并联运行系统暂态仿真模型的基础上,将基于模糊理论的PID自适应控制方法用于双机并联运行系统的励磁调节自适应控制器的设计;该方法以电压的偏差和变化率作为控制器的输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行自适应实时调整;在不同运行模式下对双机并联运行系统进行了仿真与动态性能分析,结果表明所设计的模糊PID自适应控制算法较传统的PID励磁控制具有更好的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于PMAC运动控制器的激光雕刻控制系统设计

为了实现激光雕刻切割机的灵活控制,提出了一种基于PMAC运动控制器的激光雕刻控制系统方案。PMAC运动控制器通过Pcomm32通信驱动程序接收工控机的指令数据,并将控制量传递给伺服驱动器,控制两个交流伺服电机的运转,同时伺服驱动器接收伺服电机的位置反馈信号,进行位置补偿,从而达到电机位置的精确控制。对运动控制模块进行了设计,并给出运动了程序基本结构。该方案结构简单,可靠性好,控制方式灵活,加工效率得到了大幅度的提高。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响。但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计。通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计。但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法。首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计。在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计。通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计。实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

T—S模糊控制器中各类算子对系统输出的影响

模糊控制系统的核心是模糊控制算法，对Takagi-Sugeno（以下简称T—S）模糊控制器，由于其合取算子与汇总算子选取的不同，使其算法区别很大。文中对几种常用T-S模糊控制算法的输出曲面及误差曲面进行比较，以确定这些算子变化对系统输出的影响。     

LMI-based output feedback fuzzy control of chaotic system with uncertainties

This paper studies the robust fuzzy control for nonlinear chaotic system in the presence of parametric uncertainties. An uncertain Takagi--Sugeno (T--S) fuzzy model is employed for fuzzy modelling of an unknown chaotic system. A sufficient condition formulated in terms of linear matrix inequality (LMI) for the existence of fuzzy controller is obtained. Then the output feedback fuzzy-model-based regulator derived from the LMI solutions can guarantee the stability of the closed-loop overall fuzzy system. The T--S fuzzy model ofthe chaotic Chen system is developed as an example for illustration. The effectiveness of the proposed controller design methodology is finally demonstrated through computer simulations on the uncertain Chen chaotic system.     

Vibration suppression control of smart piezoelectric rotating truss structure by parallel neuro-fuzzy control with genetic algorithm tuning

The main goal of this paper is to develop a novel approach for vibration control on a piezoelectric rotating truss structure. This study will analyze the dynamics and control of a flexible structure system with multiple degrees of freedom, represented in this research as a clamped–free–free–free truss type plate rotated by motors. The controller has two separate feedback loops for tracking and damping, and the vibration suppression controller is independent of position tracking control. In addition to stabilizing the actual system, the proposed proportional–derivative (PD) control, based on genetic algorithm (GA) to seek the primary optimal control gain, must supplement a fuzzy control law to ensure a stable nonlinear system. This is done by using an intelligent fuzzy controller based on adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) with GA tuning to increase the efficiency of fuzzy control. The PD controller, in its assisting role, easily stabilized the linear system. The fuzzy controller rule base was then constructed based on PD performance-related knowledge. Experimental validation for such a structure demonstrates the effectiveness of the proposed controller. The broad range of problems discussed in this research will be found useful in civil, mechanical, and aerospace engineering, for flexible structures with multiple degree-of-freedom motion.     

Fuzzy-PID分级控制变水量空调系统温度的研究

针对变水量空调系统温度控制的时变、大滞后、非线性特点,结合模糊控制和PID控制,设计了基于模糊规则切换的Fuzzy-PID分级控制器,并在Matlab/Simulink软件上进行了仿真。仿真结果表明,控制器同时具有模糊控制超调量小、鲁棒性好和PID控制精度高、响应速度快的优点。     

基于FPGA的多轴直流电机控制系统

为了实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用微型直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位,研究了一种基于单片FPGA的多轴直流电机控制系统。采用IP设计思想,直流电机的位置控制用纯硬件逻辑电路的形式(直流电机控制IP核)实现,总线通信及轨迹计算由同一芯片上的微处理器(Nios II软核)软件实现,从而容易构建多轴直流电机控制的片上系统。利用Verilog硬件描述语言,设计了一种高性能直流电机控制IP核,并进行了仿真验证。为了验证该IP核的复用性,构建了一个56轴直流电机控制的片上系统。实验结果表明,此系统可对各个直流电机实现快速精确控制,每轴的运动相互独立,并且控制参数在线可编程,控制一致性满足系统设计要求。基于这种方式构建的系统,扩展方便、可移植性高、具有较好的适用性,已在某相控阵列天线中得到了应用。     

基于自适应模糊控制的节能装置研究

针对凹版印刷干燥设备,设计节能装置,该装置利用压缩机换热原理,对余热进行再循环利用。设计自适应模糊PID节能控制系统,完成对压缩机,调功器,变频器的实时控制。利用组态软件完成系统界面设计,人机交互简洁,操作方便。控制算法采用自适应模糊PID控制,依靠数据信息来调整模糊逻辑系统的参数,通过在线计算得到最佳控制器参数,抑制不确定性对系统的影响。将节能装置应用到凹版印刷机,实验数据显示,系统耗能减少,效率得到提高,达到节能目的,证明了节能系统的有效性,具有较强的应用价值。     

基于模糊控制的自适应光学校正技术

自适应光学中普遍采用的比例-积分-微分(PID)控制严格依赖于变形镜的响应模型,响应模型的标定非常繁琐且性能容易随时间和温度而漂移.采用模糊控制摆脱了对变形镜响应模型的依赖,通过波面的快速重构,从波面中提取波面评价指标,将该评价指标及其微分作为模糊PID控制器的输入.选择模糊输入和输出论域的隶属度函数,设计出模糊规则库,通过模糊推理、解模糊等过程,对PID控制器的3个参数即比例kp、积分ki和微分kd进行模糊自整定,实现了自适应控制.采用高速数字信号处理器(DSP)设计了硬件验证测试平台,通过该平台的测试,证明该方法有效可行,在不需要变形镜响应矩阵的前提下,能够将光斑的衍射极限倍增因子β值从10—12校正到3—4,与传统的PID控制基本一致,但稳定性更好.因无需标定,故降低了变形镜的安装要求.     

混沌系统的变论域模糊控制算法研究

混沌运动和混沌控制受到广泛关注,本文利用模糊控制实现混沌系统的控制.针对模糊控制器精度不高,模糊控制中规则数量与控制精度之间的矛盾,提出了一种基于蚁群优化算法的变论域模糊控制器.通过分析变论域模糊控制中的2类伸缩因子,指出其中1类并不能满足广义伸缩因子条件.提出利用蚁群优化算法对伸缩因子智能寻优的方法,在对蚁群算法改进的基础上,构成一种基于蚁群算法的变论域模糊控制,将设计的控制器用于Duffing混沌系统的控制.仿真结果表明,提出的控制算法在收敛速度和稳态性能上要略优于其他控制方式. 关键词： 混沌 变论域模糊控制 伸缩因子 蚁群优化算法