道理擺系統是一個典型的快速、多變量、非線性、不穩定系統，對倒立擺的控制研究無論在理論上和方法上都有深遠的意義。本論文以實驗室原有的直線一級倒立擺實驗裝置為平臺，重點研究其PID控制方法，設計出相應的PID控制器，并將控制過程在MATLAB上加以仿真。本文主要研究內容是：首先概述自動控制的發展和倒立擺系統研究的現狀；介紹倒立擺系統硬件組成，對單級倒立擺模型進行建模，并分析其穩定性；研究倒立擺系統的幾種控制策略，分別設計了相應的控制器，以MATLAB為基礎，做了大量的仿真研究，比較了各種控制方法的效果；借助固高科技MATLAB實時控制軟件實驗平臺；利用設計的控制方法對單級倒立擺系統進行實時控制，通過在線調整參數和突加干擾等，研究其實時性和抗千擾等性能；對本論文進行總結，對下一步研究作一些展望。關鍵詞：一級倒立擺，PID，MATLAB仿真
上傳時間： 2022-07-02
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將偏差的比例（Proportion）、積分（Integral）和微分（Differential）通過線性組合構成控制量，用這一控制量對被控對象進行控制，這樣的控制器稱PID控制器。1.1模擬PID控制原理在模擬控制系統中，控制器最常用的控制規律是PID控制。為了說明控制器的工作原理，先看一個例子。如圖1-1所示是一個小功率直流電機的調速原理圖。給定速度n（f）與實際轉速進行比較n（），其差值e（）=n（0-n（），經過PID控制器調整后輸出電壓控制信號u），u）經過功率放大后，驅動直流電動機改變其轉速。常規的模擬PID控制系統原理框圖如圖1-2所示。該系統由模擬PID控制器和被控對象組成。圖中，r（）是給定值，y（f）是系統的實際輸出值，給定值與實際輸出值構成控制偏差e（t）e（）作為PID控制的輸入，以）作為PID控制器的輸出和被控對象的輸入。所以模擬PID控制器的控制規律為
標簽： pid控制
上傳時間： 2022-07-04
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溫度是工業中極為常見的參數，幾乎所有的工業系統中都有對溫度比較嚴格甚至非常嚴格的要求，因此溫度的控制在工業控制過程中占用很重要的地位。本文所選電阻爐模型是工業生產中十分常見的系統，同時也是一個具有非線性滯后性、慣性、不確定性等特點的被控對象。傳統PID控制具有結構簡單，參數調整方便等優點，所以應用十分廣泛，但傳統PID控制效果的好壞是基于對象數學模型建立的準確與否，所以對于像電阻爐這種對象模型復雜和難以確定精確模型的控制系統，就存在很大的局限性。因此會直接影響到系統的控制效果，達不到工藝要求。隨著智能控制的發展，以模糊控制為基礎的模糊PID控制發展日益完善，并且在溫度控制中取得了比較好的控制效果。本設計以電阻爐為控制對象，以常規PID控制算法和模糊PID控制算法為理論依據分別對電阻爐進行溫度控制。運用MATLAB軟件仿真控制過程，通過在控制過程中不斷改變普通PID控制器以及模糊PID控制器的三個參數來達到溫度控制的目的。我們通過仿真結果可以看出，模糊PID控制無論在響應的快速性、抑制系統超調量，還是在抗干擾方面都具有比常規PID控制更好的優越性。本論文以實際對象進行控制，起到了良好的控制效果，對現實也具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2022-07-18
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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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改模型為基于simulink的模糊pid控制建模，同時與傳統的pid控制進行了比較。本文對PID控制的原理和主要的PID控制器做了介紹，主要以計算動詞理論(ComputationalVerb)為理論基礎，對計算動詞理論的發展、基本理論基礎和分析計算方法進行闡述，研究了計算動詞PID控制器和模糊PID控制器在汽車發動機油門控制中的應用，在Matlab環境下實現計算動詞PID的仿真，在Simulink環境下仿真模糊PID控制器，并對比兩種PID控制器的仿真結果，在研究中用GUI窗口實現了計算動詞PID控制器的可視化調控。關鍵詞：PID控制器； 模糊PID控制器； 計算動詞PID控制器； GUI； 動詞理論； 計算動詞相似度
上傳時間： 2022-07-26
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航空蓄電池是重要的機載設備，在飛機安全飛行中起著重要的作用。蓄電池充電設備的性能直接影響著蓄電池的電氣性能和使用壽命，因此近年來航空蓄電池充電設備的研制已經成為研究的熱點之一。論文研究一種采用上下位機聯合控制的航空蓄電池充放電系統，對鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池進行智能充電、放電和容量分析。 論文在綜合分析航空蓄電池充電器技術要求的基礎上，運用現代電力電子技術，設計了集充電、放電功能于一體的功率電路，并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放電控制系統。論文詳細闡述了系統的設計方案、參數計算和控制方法。 論文以Visual Basic 6.0為開發環境，編制了航空蓄電池充放電系統的上位機軟件，實現了顯示、報警、打印、數據存儲與管理等功能。根據系統上下位機通信的需求，制定了通信協議并設計了基于RS-232串口的通信程序，實現了信息的交換與控制。 論文基于電路原理、自動控制原理等理論，建立了充電器控制系統的模型，并設計了以Buck電路為控制對象的系統仿真軟件。通過仿真分析，調整PID控制器的參數，優化控制器的性能，并縮短了調試的周期。
上傳時間： 2013-08-02
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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。灰色控制器是在繼承經典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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異步電動機變頻調速系統的頻率范圍、動態響應、調速精度、低頻轉矩、工作效率等方面具有很大優點。隨著電力電子技術和計算機技術的飛躍發展，以此為基礎的交流電機變頻調速技術也取得了長足的進步，基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統作為現代交流傳動控制的一個重要研究方向，逐漸成為研究的熱點。 異步電動機調速系統是一個多變量、強耦合的非線性系統，雖然常規的PID控制算法簡單、可靠性高，但對于異步電動機這樣的非線性系統控制效果一般。模糊控制作為智能控制的一個重要的分支，由于不需要建立對象的精確數學模型，且具有良好的魯棒性和非線性的控制特性，非常適用于異步電動機調速系統。本文以提高異步電動機的調速精度和改善電動機的使用效率為目標，基于SVPWM的控制原理，分別采用傳統PID控制器和模糊PID控制器，應用在異步電動機的調速系統中。 本文首先介紹了異步電動機調速方法和逆變器的PWM控制方法。并闡述了矢量控制、坐標變換、空間電壓矢量調制的基本原理，給出了異步電動機在不同坐標系下的數學模型，為設計異步電動機矢量控制系統奠定了基礎。同時給出了傳統PID控制器和模糊PID控制器模型。為驗證控制效果，文中基于MATLAB/Simulink平臺，建立了控制器的計算機仿真模型，給出了仿真結果，并對結果做了詳細的分析。比較了傳統PID控制和模糊PID控制的效果，由仿真結果可以看出采用模糊PID控制算法具有較大的優越性。 最后，以TI公司的DSP控制芯片TMS320F2812為控制核心，設計了異步電動機的控制系統，硬件系統主要包括主電路、功率驅動電路、電壓、電流檢測電路等電路。另外設計了控制軟件，并給出了軟件的流程圖。通過實驗測得的波形，驗證了控制方法的正確性和有效性。
上傳時間： 2013-05-17
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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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近年來，隨著大規模集成電路的飛速發展，微控制器和數字信號處理器的性價比不斷提高，數字控制技術已逐步應用于大中功率高頻開關電源。相對于傳統模擬控制方式，數字控制方式具有電源設計靈活、外圍控制電路少、可采用較先進的控制算法、具有較高可靠性等優點。 高頻開關電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點，現已逐步成為現代通訊設備的新型基礎電源系統。針對傳統開關電源中損耗較大、超調量較大、動態性能較差等問題，本文采用基于DSP的全橋軟開關拓撲結構。全橋軟開關移相控制技術由智能DSP系統完成，采樣信號采用差分傳輸，控制算法采用模糊自適應PID算法，產生數字PWM波配合驅動電路控制全橋開關的通斷。在輸入端應用平均電流控制法的有源功率因數校正，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，從而使功率因數接近1。最后通過Matlab仿真結果表明模糊自適應PID控制算法比傳統PID控制算法在超調量，調節時間，動態特性等性能上具有優越性。 論文以高頻開關電源的設計為主線，在詳細分析各部分電路原理的基礎上，進行系統的主電路設計、輔助電路設計、控制電路設計、仿真研究、軟件實現。重點介紹了高頻變壓器的設計及模糊自適應PID控制器的實現。并將輔助電源及控制電路制成電路板，以及在此電路板基礎上進行各波形分析并進行相關實驗。
上傳時間： 2013-04-24
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