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上傳時間: 2022-06-29
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文檔為汽車橫擺角速度模糊自適應PID控制器設計與仿真詳解文檔,是一份不錯的參考資料,感興趣的可以下載看看,,,,,,,,,,,,,
標簽: 自適應PID控制器
上傳時間: 2022-06-29
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文檔為基于MATLAB模糊自整定PID控制器的設計與仿真詳解文檔,是一份不錯的參考資料,感興趣的可以下載看看,,,,,,,,,,,,,
上傳時間: 2022-06-29
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磁懸浮技術具有無摩擦、無磨損、無需潤滑以及壽命較長等一系列優點,在能源、交通、航空航天、機械工業和生命科學等高科技領域有著廣泛的應用背景。隨著磁懸浮技術的廣泛應用,對磁懸浮系統的控制已成為首要問題。本設計以PID控制為原理,設計出PID控制器對磁懸浮系統進行控制。在分析磁懸浮系統構成及工作原理的基礎上,建立磁懸浮控制系統的數學模型,并以此為研究對象,設計了PID控制器,確定控制方案,運用MATLAB軟件進行仿真,得出較好的控制參數,并對磁懸浮控制系統進行實時控制,驗證控制參數。最后,本設計對以后研究工作的重點進行了思考,提出了自己的見解。PID控制器自產生以來,一直是工業生產過程中應用最廣、也是最成熟的控制器。目前大多數工業控制器都是PID控制器或其改進型。盡管在控制領域,各種新型控制器不斷涌現,但PID控制器還是以其結構簡單、易實現、魯棒性強等優點,處于主導地位。
上傳時間: 2022-07-19
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無刷直流電機(BLDCM)是隨著電機控制技術、電力電子技術和微電子技術的發展而出現的一種新型電機。它是在有刷直流電機的基礎上發展起來的。無刷直流電機具有交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列特點,又具有直流電機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點,在很多場合有廣泛的應用前景,成為了國內外研究的熱點。無刷直流電機傳統的理論部分分析和設計方法已經比較成熟,因此對無刷直流電機控制策略的研究就顯得十分重要。 PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛應用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良。但在工業上有許多無法建立精確數學模型的復雜控制對象和非線性控制對象,若采用傳統的PID進行控制的話,那么很難獲得比較理想的控制效果。 對于無刷直流電機而言,它是一個多變量、強耦合的非線性系統,固定參數的PID調節器無法得到很理想的控制性能指標?;谝陨显?,本文以無刷直流電機為控制對象,通過分析無刷直流電機的數學模型,以BP神經網絡為基礎,設計了應用于無刷直流電機的神經網絡PID控制器。 在MATLAB平臺上,先利用神經網絡PID控制器,給出相應的控制算法,對典型的參數時變非線性系統的控制進行了仿真研究。仿真結果表明,同傳統PID控制器相比,神經網絡PID控制器對模型、環境具有較好的適應能力與較強的魯棒性,有效的改善了系統的控制結果,達到了預期的目的。隨后利用SIMULNK建立了無刷直流電機控制系統的仿真模型。分別采用普通PID控制器和神經網絡PID控制器對電機的不同運行狀況進行了仿真分析。仿真結果驗證了所建模型的正確性,并證明了神經網絡控制的優越性。
上傳時間: 2013-08-04
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超聲波電機(Ultrasonic Motor簡稱USM)是八十年代發展起來的新型微電機。本文針對超聲波電機及其控制技術的研究現狀和發展趨勢,以我國研究技術相對比較成熟并有產業化前景的行波超聲波電機(Traveling-wave Ultrasonic Motor簡稱TUSM)的伺服控制技術為研究對象,以直徑60mm的行波超聲波電機TUSM60為研究實例,在特性測試、動穩態性能分析,辨識模型建立、控制策略與控制算法的選擇與實現等方面展開研究。本論具體的研究內容為: 在分析超聲波電機研究歷史和現狀的基礎上,結合國內外超聲波電機特別是行波超聲波電機控制技術的發展趨勢,重點論述了行波超聲波電機及其驅動控制技術的研究進展。 介紹行波超聲波電機的基本結構,并從該電機的主要理論基礎--壓電原理、行波合成、接觸模型出發,分析了行波超聲波電機定子質點的運動方程.并結合定轉子摩擦接觸特點,分析了行波超聲波電機的運行機理。 根據對行波超聲波電機測試和高精度控制的要求,研制出基于雙DSP和FPGA的超聲波電機高性能測試控制平臺。其中控制核心采用了雙DSP結構,可以在對行波超聲波電機進行控制的同時,將必要的參數讀取出來進行分析和研究。為行波超聲波電機瞬態特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基礎。 對電機的瞬態、穩態特性進行的測試,可以分析驅動頻率、電壓以及相位差等調節量對電機輸出的影響。在此基礎上進一步對行波超聲波電機的調節方式、控制算法選擇方面進行分析,并得到相應結論。 通過對實驗數據的總結和歸納,利用系統辨識中的非參數方法,建立在特定頻率條件下的近似線性模型。在行波超聲波電機工作范圍內,辨識若干組不同頻率條件下的近似線性模型,將這些模型的參數進行二維或三維擬合,可以得到一個關于行波超聲波電機傳遞函數的模型。辨識模型的建立為合理的選擇和優化控制參數,控制效果的驗證等提供了行之有效的手段。 在對行波超聲波電機的速度控制、位置控制展開的研究中.首先利用遺傳算法對常規PI恒轉速控制的控制參數整定及修正方法進行了研究;利用神經元的在線自學習能力,研究和設計單神經元PID-PI轉速控制器,提高控制系統對電機非線性和時變性的適應能力;為了消除在伺服控制中,單一調節量(驅動頻率)情況下,低轉速的跳躍問題,研究和討論了多調節量分段控制方法,并利用模糊控制對控制方法的有效性進行了驗證;在位置控制中,利用轉速控制研究的結果,研究和設計了位置--速度雙環(串級)控制器,實現了電機高精度位置伺服控制。 通過對已有控制系統的改進和簡化,設計和研制了具有實用化價值行波超聲波電機控制器:并將研究成果應用于針對核磁成像設備而設計的行波超聲波電機隨動控制系統中,同時嘗試了將該控制器用于高精度X-Y兩維定位平臺。
上傳時間: 2013-07-13
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無刷直流電機是一種性能優越、應用前景廣闊的電機,應用傳統的控制理論對其進行控制系統設計、分析的技術已經相對成熟,在此基礎上研發出的各種調速系統已經在工業生產中獲得廣泛應用。因此,無刷直流電機的進一步推廣應用,在很大程度上依賴于對一些先進控制策略的研究。 為了改進無刷直流電機調速系統的控制性能,本文基于灰色控制理論建立了無刷直流電機灰色PID控制調速系統模型。常規的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛采用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良,但無刷直流電機是一種多變量、非線性的控制系統,傳統的PID控制器難以克服電機自身參數不確定和擾動帶來的轉速偏差問題,無法實現精確快速的控制?;疑刂破魇窃诶^承經典PID控制器不依賴于對象模型優點的基礎上,通過改進經典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能優良并且算法簡單。該控制器設計不需要建立電機的精確數學模型,對參數變化和負載擾動不敏感。系統較好地實現了給定速度參考模型的自適應跟蹤,結構簡單,能適應環境變化,具有較強的魯棒性。 本文以灰色系統理論為基礎,把無刷直流電機的數學模型分為確定部分與不確定部分,對被控對象的不確定部分建立灰色模型,進行灰色預估補償,使控制系統的灰量得到一定程度的白化。對所提出的無刷直流電機灰色PID控制調速系統進行了仿真,對仿真結果給出理論分析;以TMS320F2812型DSP為核心控制器建立了無刷直流電機調速驅動系統。仿真和實驗結果表明,基于灰色PID控制算法的無刷直流電機調速系統受電機參數變化影響較小,具有較高的控制精度和魯棒性,表現出優良的動、靜態性能。
上傳時間: 2013-04-24
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空調壓縮機是空調器的核心部件。傳統定速空調器中壓縮機多采用單相異步電動機,對電機采用簡單的開關式控制,電能損耗、室溫波動及噪音都很大,壓縮機容易受沖擊損壞。隨著人們生活水平的提高及能源短缺問題的出現,將變頻調速技術應用于空調器中,將變頻壓縮機取代傳統定頻定速壓縮機,對其進行變頻調速將使壓縮機減少開停次數,降低室溫波動,提高舒適度,獲得了更好的空氣調節效果和實現節能降耗的要求。 空調系統是一個典型的多輸入多輸出、具有大滯后特性的菲線性系統。要對空調壓縮機進行變頻調速,需要根據房間溫度的變化得出壓縮機的頻率值。由于空調系統精確的數學模型難以取得,且時間常數較大,傳統的PID調整不僅費時費力,性能指標也不能令人滿意。因此,將模糊控制技術引入空調壓縮機的變頻調速控制,建立模糊控制器,以房間溫度的變化和變化率為輸入,壓縮機的頻率為輸出。對于提高空調系統的控制精度、穩定性和可靠性,無論從學術研究角度出發,還是在工程應用方面,都具有相當的現實意義。 本文分別從三相異步電動機的變頻調速技術、變頻空調控制策略等方面進行了探討分析。首先將模糊控制技術應用到空調壓縮機變頻調速中,根據建立模糊控制規則的基本思想及實際運行經驗,通過模糊控制技術使空調壓縮機具有自調整的智能特性,從而得出最佳的動態控制參數,克服了PID控制器控制精度較低、消除穩態誤差能力差的缺點。 然后詳細闡述了SVPWM的基本原理,對空間矢量調制(SVPWM)方式及其實現方法進行了探討。在變頻壓縮機的控制中采用先進的SVPWM調制技術,壓縮機能根據室內需要的冷(熱)量不同,連續地、動態地、實時地調整其制冷(熱)量,始終保持在較合理的運轉狀態下。能夠進一步提高電壓的利用率和頻率分辨率,并使壓縮機運行更加平穩,提高空調的效率,達到節能降耗的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現了最大推力電流比控制。為了獲得平穩的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現進行了研究。 針對速度環采用傳統PID控制難以滿足高性能矢量控制系統,通過對傳統PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結合,設計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替傳統的PID控制器應用于速度環,以提高系統的動靜態性能。 在以上分析的基礎上,設計了永磁同步直線電機矢量控制系統的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統的仿真模型,并對分別采用傳統PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統進行仿真,結果表明采用模糊PID控制具有更好的動態響應性能,能有效的抑制暫態和穩態下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。
上傳時間: 2013-07-04
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高頻開關電源系統具有體積小、重量輕、高效節能、輸出紋波小等優點,現已開始逐步成為現代電源系統的主流。但是在傳統的開關電源技術中,它通常是采用模擬電路來實現電壓或電流控制的。近年來,隨著數字信號處理技術的日益完善、成熟,微處理器/微控制器和數字信號處理器性價比的不斷提高,數字控制在以實現復雜的控制策略,采用數字控制具有更高的穩定性、可靠性和靈活性,并本文對開關電源的常用拓撲結構、模糊控制、模糊PID控制理論、PWM產生原理進行了研究,在此基礎上設計了一種新型數字化的開關電源系統。該系統以TMS320LF2407為控制核心,利用模糊PID控制,建立電壓環單環控制結構,直接生成數字PWM波形,經過IR2118驅動主電路的功率開關管(MOSFET)。 本系統采用模糊PID控制策略。該控制策略既能發揮模糊控制的動態響應快、超調量小、較好的適應性的特點,又能發揮PID控制的穩態精度高的優點,能較好的適應開關電源的非線性,實時性控制的需要。整個電源系統以DSP為控制核心,用單個TMS320LF2407 DSP芯片來集中實現電源輸出調壓和過壓過流保護等要靈活地選擇不同的控制功能。 另外,本文按照高頻開關電源的設計步驟,采用基于DSP的數字控制方式,最后對本開關電源主電路進行了PID控制和模糊PID控制的對比仿真研究。仿真結果表明這種控制策略具有很好的控制性能,算法實現比較簡單,同時控制模塊設計簡單,可靠性高,是一種比較實用、易于實現的控制算法。
上傳時間: 2013-07-01
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