自整定PID控制的研究与实现

自整定PID控制的研究与实现

一、自整定PID控制的研究和实现(论文文献综述)

肖扬[1](2021)在《绝热层缠绕成型纠偏方法与控制研究》文中进行了进一步梳理固体火箭发动机绝热层是一种介于发动机复合材料壳体和固体推进剂之间的一层隔热、耐烧蚀的材料。在发动机运行过程中,绝热层能够减缓燃烧室内高热高压气体对于壳体的破坏作用,保护壳体的完整性。目前国内绝热层成型主要采用人工贴片方法,制作周期长,质量稳定性低;缠绕成型是一种利用自动缠绕设备将一定宽度的橡胶胶带缠绕到芯模表面成型的方法,该方法效率高、自动化程度高且成型质量稳定性高。在缠绕过程中,需要保证橡胶胶带缠绕位置准确,进而保证绝热层成型质量。本文具体的研究内容如下:首先,结合芯模外形特征,设计了一种绝热层自动缠绕成型工艺方案,根据方案需求设计了绝热层自动缠绕设备及压力控制装置,分析了缠绕成型的关键技术。其次,设计了绝热层缠绕纠偏方案与纠偏机构,并分析了自动纠偏控制系统,介绍了纠偏常用措施、纠偏控制原理及纠偏控制的各部分功能,并对自动纠偏系统的硬件组成进行分析,设计了电机可逆驱动方案。并提出了纠偏和电机驱动的软件方案。第三,对纠偏控制系统进行建模仿真,首先分析了系统各环节的数学模型,对于直流电机,在建模的基础上设计了电流环、转速环双闭环调速系统,经过仿真验证,电流环能够抑制电流超调,转速环的稳定性和快速性良好,无振荡。最后,在纠偏系统建模的基础上设计了模糊自整定PID控制策略,设计了模糊自整定PID控制器并应用于纠偏系统的数学模型中。Simulink仿真结果表明,该策略能够良好的抑制超调,调节速度快,响应曲线无振荡,纠偏效果明显优于PID策略。本文的研究成果为绝热层缠绕成型过程提供了可靠的纠偏方法和控制策略,仿真结果验证了控制策略的有效性,为绝热层缠绕工艺方案及设备方案的设计提供有力支撑。

于蒙[2](2021)在《基于数据驱动的间歇化工过程批次内和批次间复合优化控制策略研究》文中研究表明本文致力于研究针对特种精细化学品间歇生产过程的智能优化控制方法。特种精细化学品生产控制属于间歇过程控制,生产过程具有强非线性和批次重复特性,目前生产中采用的控制策略是经典PID控制,这种控制方式的特点是控制结构具有较高的可靠性,并且对控制器的维护较为简单,但是难以满足复杂工艺过程高精度控制的要求,历次特种化学品生产产品质量和运行过程均出现过不稳定的情况。如何对现有的PID控制策略进行改进,并充分利用批次生产的重复特性,针对无法用精确数学模型描述的被控对象,通过利用控制过程的在线或离线数据并开发智能控制算法,对复杂被控对象施以控制,为本文的研究重点。针对特种化学品间歇生产过程,如Chylla Haase间歇反应过程,本文采用一种复合控制方式,将间歇过程控制划分为批次内控制和批次间控制两个维度,设计复合控制策略,将批次内的智能自整定PID控制和批次间的迭代学习控制结合,充分利用批次间重复特性,并在批次内和批次间实现控制的自适应改进。在批次内控制中,采用PID控制架构,通过LM优化算法实现PID控制参数的自整定,利用RBF神经网络辨识优化过程产生的Jacobian信息,使用一种改进的差分进化算法优化PID自整定参数的初值以及径向基神经网络基函数的中心、宽度以及神经元连接权值的初值。批次内的控制策略不要求获得被控对象的数学模型,仅以过程数据为控制来源,具有较高实际应用价值。在批次间控制中,针对需要抑制的重复性干扰,采用具有实际应用价值的P型迭代学习控制,为实现这种控制方式数据驱动的自适应改进,设计限定参数集的去伪控制策略。这种控制策略既实现了抑制批次间重复扰动的功能,又具备实用性的自适应调整能力,取得优于固定参数迭代学习控制方法的效果。特种化学品D1的生产过程,对转馏分点的预测和控制十分重要。该间歇蒸馏过程存在反应蒸馏过程复杂多样的特性,需要进行分离处理的物质多种多样并且成分不断变化,而上升气温度可以对蒸馏过程需分离的物质有较高程度的反映,准确判断转馏分点是特种化学品D1生产的关键。从实际出发,建立一种数据驱动的LSTM预测模型,对转馏分点实施预测。LSTM结构复杂,需要进行参数优化,设计贝叶斯优化算法实现了参数的优选。针对D1生产过程,纯度数据作为关键指标只在生产终点时检测的情况,设计了一种基于BP神经网络的终点质量迭代学习控制算法,首先利用BP神经网络建立生产过程变量与终点产品纯度的预测模型,以神经网络预测模型为基础,实施终点纯度的迭代学习控制,实现了对具有批次重复特性的间歇蒸馏过程的质量控制。

贾玉茹[3](2021)在《氢燃料电池发动机进气系统建模与控制策略研究》文中提出质子交换膜燃料电池(PEMFC)能将氧气与氢气分子间的化学能,经过化学反应转化为电能,具有绿色、高效的优点,正成为新能源汽车的主要发展方向之一。PEMFC由多个子系统组成,意味着其会受到更多参数和变量的影响,为了使各子系统协同工作,有必要对各个系统进行深入研究。空气和氢气供应的增加可以改善燃料电池的输出特性,但是过多的气体供应将破坏阳极和阴极的压力平衡,过大的压力差甚至会导致膜破裂,严重影响正常运行的燃料电池,且在PEMFC实际运行过程中,考虑负载变化的情况下,不仅需要保证堆内压力的稳定,更要满足在变化过程中进堆压力与流量的快速响应。因此,开展燃料电池进气系统控制策略的研究具有重要的意义。首先,在MATLAB/Simulink中基于电堆的设计参数建立燃料电池电堆输出特性的仿真模型,通过分析各气体组分分压力、温度、电流等对电压活化损失、欧姆损失、浓差损失的影响,得到电堆输出电压与功率的特性曲线。结果表明,提高气体分压力、升高温度会使得电堆输出电压和功率升高,但过大的压力会使得系统寄生功率增大,过高的温度也会使得电堆性能下降,因此需要在合理的范围内通过提高气体压力与温度来提升系统性能。其次,基于燃料电池进气系统的基本结构,在Simulink仿真环境中搭建阴极与阳极侧进气系统的仿真模型。其中,阴极侧气体供给模型包括:基于静态MAP图与转动特性的空压机模型,阴极进气管道模型、阴极流场模型以及节气门模型;阳极侧气体供给系统模型包括:比例调节阀模型、阳极进气管道模型、阳极流场模型以及氢气循环泵模型等,对进气系统进行动力学特性分析的结果表明,空压机转速与背压阀开度对进气压力与流量的影响都比较强烈,体现出进气压力与进气流量之间存在着耦合作用。最后,在对阴极进气系统进行双闭环PID控制,前馈补偿解耦PID控制的基础上,提出模糊神经网络解耦控制算法。阳极进气系统不同于阴极系统的控制需求,控制策略能实现进气压力快速地跟随上阴极侧进气压力的变化就可达到较好的系统性能,在对其进行PID控制的基础上,通过模糊自整定PID算法对系统的控制性能进一步改善。结果表明:当空气供给系统在双闭环PID的控制下,系统的响应速度虽然较快,但压力与流量之间的耦合关系无法解除,二者之间仍相互影响着;前馈PID解耦通过不变性原理能达到完全解耦的效果,使得压力与流量两回路之间互不干扰,但其依赖于被控对象精确的数学模型;模糊神经网络(FNN)解耦虽不能完全解除压力与流量二者之间的耦合关系,但其可以通过在线学习不断地调整网络参数及权值大小,使系统获得良好的性能。

马泽坤[4](2021)在《电热膜装配自动线多工位回转台设计技术研究》文中认为电热膜装配自动线多工位回转台主要应用于电热膜装配等相关机加领域。现今电热膜装配技术仍处于早期研究阶段,无法实现装配过程自动化,导致电热膜装配仍存在生产效率低、装配粗糙等情况。如何实现自动化装配是电热膜装配亟待解决的难题。针对上述问题,本文设计了电热膜装配自动线多工位回转台,结合仿真验证等方法对回转台结构设计、动力学特性、可靠性和模糊PID控制技术展开研究工作。本课题首先对多工位回转台进行结构设计,然后采用静力学分析方法对回转台结构进行分析。首先完成了回转台结构设计与制动器等装置选型,然后对多工位回转台建立了静力学分析方程,并通过静力学仿真对回转台结构进行强度分析,分析结果表明回转台结构强度符合设计要求。对多工位回转台进行动力学特性分析。回转台工作平台是保证电热膜装配精度的主要机构,建立了动力学方程并进行求解,并对工作平台进行模态分析,通过对比分析工作平台不同厚度时的固有频率得出最佳厚度值,经谐响应分析得出了最佳厚度的最大变形量,进而建立瞬态响应分析得出了均值应力等结果,为回转台的实际应用和后续的可靠性分析奠定了基础。针对多工位回转台关键部件进行可靠性分析。建立了可用于工作平台和支撑结构可靠性分析的数学模型,运用ANSYS Workbench的可靠性分析模块,对工作平台和支撑结构进行结构可靠性分析,得出的分布函数、失效概率等分析结果验证了工作平台和支撑结构设计的合理性。利用模糊PID控制技术建立回转台控制系统模型,并通过Matlab进行了仿真分析。根据控制系统的传递函数,设计了PID和模糊PID控制系统两种控制系统,并利用Simulink进行仿真,得出模糊PID控制系统为最佳控制统,同时完成了硬件功能分析、硬件选型及程序设计。通过对电热膜装配自动线多工位回转台的设计技术研究,实现了电热膜生产线的自动装配,该项技术对推动电热膜装配自动线的实际应用具有重要义。

张铄[5](2021)在《交流伺服系统高性能电流环控制策略研究》文中认为如今科技逐渐进步,工业生产自动化对交流伺服系统的要求越来越多样化、越来越严苛,交流伺服系统需要以优越的性能稳定工作在复杂且不断变化的恶劣环境中。自动化企业亟需高效率、低成本、能适应多种多样复杂工作环境的交流伺服系统。在实际应用中,会有温度漂浮不定、设备相互摩擦、设备元件的死区及饱和等非线性问题的干扰,还有负载的易变性。这几个原因会让电流环固定增益的PID控制器不能始终维持控制系统的最佳运行状况。经典控制策略中,研究人员一般会用人工试凑PID控制参数的方法,这对研究人员的操作水平要求较高,不仅会消耗大量时间还会消耗大量人力,效率较低,在实际工业应用中不易操作。为此,本课题对交流伺服驱动系统电流环PI控制器的参数自调整展开相关的探索与研究,来得到最优的比例系数Kp、积分系数Ki,使交流伺服系统能够适应更加复杂的工况,以提高工业生产效率、降低工业生产人力成本,满足用户高性能指标的要求。现有的基本粒子群优化算法,全局收敛性差,在实际工业应用实践中有可能会过早的结束粒子寻优,是现有的基本粒子群优化算法比较明显的缺陷。本文尝试将随机产生权值与优胜劣汰原则相配合来优化现有的基本粒子群优化算法。但是,随机产生权值的与粒子群优化算法相结合会使粒子寻优效率速度变差、算法收敛效率降低,本文将运用优胜劣汰原则解决这个问题。本文分析探究了时间绝对误差乘积积分ITAE方程在数学方面的实质,该方程是求解指令信号直线与输出信号曲线所围成的区域面积绝对值的大小。本文依据此推论将时间绝对误差乘积积分ITAE准则作为粒子群算法的适应度函数来对交流伺服系统电流环PI控制器参数进行寻优、筛选。为了验证神经网络控制方法与经典控制方法的结合程度、可实现性和自适应性,本文探讨研究了单神经元自适应控制和径向基函数神经网络自适应控制在实际伺服电流环中的具体应用和功能实现。本文在已实际商业化应用于工业生产的交流伺服控制驱动器中实现了电流环PI控制器参数自整定功能,经过实验验证,通过本文的自整定方法得到的参数在实际表现中确实优于专家策略方法的表现,并且通过本文的自整定方法得到的参数能够使永磁交流同步电机在转速远超额定转速时仍旧稳定工作。

陈立岩[6](2021)在《350MW超临界机组协调控制策略的研究与应用》文中进行了进一步梳理火电机组运行过程中,安全性和稳定性至关重要,超临界机组作为目前应用最广泛的机组,其控制技术就显得十分重要。而机组中的协调控制系统就更加值得研究,协调控制系统的出现是为了解决机组与电网之间的能量供求平衡问题。整个机组的控制核心就是协调控制系统。协调控制思想是将锅炉与汽轮机进行整体控制,既要满足电网的负荷变化要求,又要保证机组运行参数不产生较大波动。对于机组的安全稳定运行起着至关重要的作用。提高协调控制系统性能,可以从改善控制器参数着手,PID控制是电厂中常用的控制器,要想提高PID控制器的控制品质,就需要整定出合适的PID参数,以使其控制效果达标。因此,研究PID控制器参数整定的技术具有很大的现实意义。本文将350MW超临界机组协调控制系统作为控制对象进行研究讨论,对超临界机组控制系统的组成和功能进行了阐述,对协调控制系统的控制方式进行了探讨,结合SAMA图分析,对某350MW超临界机组的协调控制系统中的负荷指令回路、汽机主控、锅炉主控、锅炉子系统以及主、再蒸汽温度控制系统的控制策略进行了详细分析。根据文献中辨识出的350MW超临界机组协调控制系统的传递函数,使用MATLAB软件对控制系统进行了仿真模拟,并在建立了系统仿真模型的基础上,分析被控对象参数产生变化以及调节器参数产生变化时对系统稳定性的影响。结合仿真结果图,对整定结果进行了分析,验证了专家自整定PID整定方法在火电厂热工控制系统中具有一定的实际应用意义。

张伟[7](2021)在《自整定PID控制算法的比较与研究》文中研究表明自整定方法在工业控制过程中被广泛应用,主要是由于其具有自动化和智能化的特点。在工业应用中,控制器性能质量直接关系到控制系统的好坏,影响产品质量的好坏。因此,确保控制器性能良好尤其重要。PID控制器作为一个常用的控制器,它的整定方法具有很多种,主要是通过控制要求及环境等条件不同,采用不同的控制方法,在选择控制方法中需要充分的考虑到算法的可行性、收敛性,并且对算法要综合考虑负载干扰、环境干扰等因素造成的影响,才能更好的取得较好的实际效果。继电自整定方法具有简单、方便安全与节约成本等特点,成为控制领域研究的一大热点,对其研究主要围绕两个方面:控制器参数配置与继电反馈模型。在实际应用中,通常由于工业情况的不同往往导致系统无法达到预期效果,因此在应用中需要根据实际情况选择合适的自整定方法。本文通过对自整定控制方法比较与分析,在对PID控制器参数的研究现状分析的基础上,展开对继电反馈自整定方法的研究及实际中的可行性分析,在对自整定反馈PID控制系统改进,进一步加入了粒子群算法,验证了其系统能够达到较好的控制效果。本文首先对PID控制的理论知识介绍,主要围绕PID控制器结构、控制器性能参数(动态性能参数、鲁棒性能参数、内部稳定性参数)、自整定方法及粒子群优化算法理论展开介绍,然后具体对继电反馈PID整定方面研究,主要是对继电反馈特性、偏置继电反馈频率特性、PI/PID控制器分析等,其中对PI/PID控制器分析中主要是从四个方面分析:分别从闭环稳定性分析、改进继电反馈系统结构、幅值裕度估计、相位裕度估计方法,使用仿真方法说明改进后的PID控制器具有较好的效果。在对继电自整定PID控制器改进的基础上进一步加入了改进后的粒子群算法。在对粒子群优化算法进行改进后,选择合适的值,设计控制系统框图,对该系统仿真设计和实验,证明了算法的有效性及收敛性,通过采用基于系统的啤酒温度控制系统实验及基于粒子群继电PID仿真实验,证明了该算法在温度控制具有非常好的控制效果,能够提高整体系统效率,极大地改善了超调量,整定效果得到明显改善,很大程度上改善了滞后的缺陷,为工业生成节约资源,提高了系统的控制性能。本文采用仿真方法证明该系统的可行性与可靠性,对工业生产应用控制系统具有重要的实际意义。

王茜[8](2020)在《基于模糊PID的水泥原料配料控制系统的设计及应用》文中指出在水泥生产的工艺流程中,原料配料站是生料入磨前的质量保障环节,配料的好坏将直接导致后续水泥生产的稳定性,并直接影响生料和熟料的产量和质量。然而,在控制生料配料生产的过程中,往往具有滞后、非线性、干扰严重、参数变化大等特征。手动控制或者简单的PID调节器等控制方式难以适应复杂工况,控制效果较差。本文主要针对富平某水泥厂原料配料系统中粘土皮带秤配料系统具体的工艺流程、工作原理进行研究,根据现场实际工况分析,确定影响粘土皮带秤下料不稳定的原因。结合现场使用的传统PID控制器算法及参数整定方法,将粘土皮带秤流量控制的PID调节算法进行改进,设计基于模糊PID参数自整定的配料控制系统方案。通过对模糊控制理论的研究,给出模糊控制结构框图。确定模糊控制器结构,选取高斯型隶属度函数,建立模糊控制查询表,并采用数学分析法对原料配料系统的控制对象进行数学模型分析,在MATLAB仿真环境下对比PID控制器和模糊PID控制器两种模式,并结合仿真结果可以得出基于模糊控制的PID控制器效果要优于传统PID控制器。本次设计选用天津施耐德有限责任公司推出的质量优良的昆腾系列PLC作为主控制器,原料配料站的上位监控画面使用与昆腾系统PLC通讯的CITECT软件,结合软硬件的分析并搭建主控制器、现场设备、上位机的环网网络拓扑结构。通过对于该系统的研究,将模糊PID控制应用于粘土配料系统,对现场上位监控采集的数据进行分析,表明采用模糊PID控制的粘土配料系统比传统PID控制性能稳定、超调量小、准确性高。

刘丹[9](2020)在《硅钢退火炉炉温控制系统设计与研究》文中研究指明随着中国工业的快速发展,很多制造生产行业对高质量板材的需求量越来越大。退火炉是钢板材生产中的重要设备,因为它的生产周期比较短,成本相对较低,所以在板材生产中应用比较多。本文以包钢薄板厂硅钢生产线连续退火炉为背景,针对其连续卧式退火炉控制系统设计,并针对其大滞后,时变性进行温度控制策略研究,对控制系统中的炉温控制回路,空气、煤气流量回路进行了分析,对系统中采用的双交叉限幅控制进行了研究。通过对现场实际生产的炉温控制情况进行分析,P I D炉温控制在产线运行平稳时控制稳定,但当外界条件变化时温度波动较大。通过研究对比P I D控制与模糊PID控制,发现后者控制方法对炉温变化的跟踪性能好,超调量较小,调节时间较短,稳定性强。退火炉控制系统采用PCS7控制系统,包含三层网络结构,分别是计算机监控层,执行控制层,现场控制层。PCS7控制系统采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面,可以查看实时和历史数据曲线;利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息的采集和系统通讯;采用西门子s7–400PLC,实现所有的控制功能,主要进行了软、硬件的设计工作:硬件设计方面进行了变量统计,根据变量统计结果进行了设备选型,包括传感器,功能模块等,并进行了电气原理图的绘制。软件方面,利用西门子公司Step7软件进行了具体功能实现,最后利用MATLAB中的Simulink功能进行了仿真比较,对比了传统PID控制和模糊PID控制,根据仿真曲线可以看出模糊PID控制炉温效果更好。

苏娜[10](2020)在《分流法便携式湿度发生器的研究与设计》文中研究指明烟气湿度是烟气工况的必测参数,对有重大影响,烟气湿度通常使用高温烟气水分仪检测。针对高温烟气水分仪长期使用出现测量偏差需要校准的需求,本文通过研究多种湿度发生原理,设计了一款具有闭环控制特性的分流法便携式湿度发生器,经测试验证,该仪器可实现的湿气发生范围为0-30Vol%,发湿精度≤±1.5Vol%,响应时间≤3min,可满足大多数高温烟气水分仪的检测校准工作。湿度发生系统是一个复杂、时变、非线性的混合系统,各个系统之间相辅相成。为了便于分析和研究,本文对湿度发生系统实行拆分控制,其中包括基于传统PID算法的气路伴热控制系统、基于BP神经网络PID算法的饱和器水温控制系统、基于模糊自整定PID算法的湿度反馈调节控制系统,三个子系统均使用Simulink软件仿真,以阶跃信号作为输入信号,验证算法的控制性能。本文基于STM32设计湿度发生系统实现所需的硬件电路。主要包括硬件平台的总体结构图,温湿度检测模块,加热驱动模块、质量流量控制模块,通讯模块等。本文采用C语言作为湿度发生系统的软件开发语言,基于Keil软件设计气路伴热控制系统、饱和器水温控制系统、湿度反馈调节控制系统的软件程序。为方便用户操作,基于组态软件设计触摸屏显示模块中的人机交互界面,控制器与触摸屏之间使用Modbus通讯协议实现数据传输。湿度发生系统的工作性能可通过系统测试直观反映。本文制定测试方案,详细测试湿度发生系统的硬件功能、发湿性能及其所发湿气的标准度。测试完成后,根据测试数据,详细分析系统的工作性能,并给出测试报告。

二、自整定PID控制的研究和实现(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、自整定PID控制的研究和实现(论文提纲范文)

(1)绝热层缠绕成型纠偏方法与控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景与意义
        1.2.1 课题研究背景
        1.2.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 固体火箭发动机绝热层缠绕成型工艺及设备研究现状
        1.3.2 纠偏系统研究现状
        1.3.3 纠偏控制技术研究现状
    1.4 研究内容与总体框架
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 总体框架
2 绝热层自动化缠绕整体方案
    2.1 芯模外形特征及缠绕成型特点分析
        2.1.1 芯模外形特征分析
        2.1.2 缠绕成型特点分析
    2.2 绝热层缠绕工艺方案设计
    2.3 自动化缠绕方案与缠绕过程分析
        2.3.1 自动化缠绕方案介绍及关键技术分析
        2.3.2 自动缠绕过程分析
    2.4 本章小结
3 纠偏方案及控制系统设计
    3.1 绝热层缠绕纠偏方案设计
        3.1.1 胶带跑偏原因分析
        3.1.2 工程常用纠偏措施
        3.1.3 纠偏方案设计
    3.2 绝热层缠绕纠偏机构设计
    3.3 纠偏控制系统原理与功能
        3.3.1 纠偏控制系统原理
        3.3.2 纠偏控制系统功能
    3.4 纠偏控制器选择分析
    3.5 跑偏量检测方案
        3.5.1 RLK-168入射式传感器
        3.5.2 RLK-187反射式传感器
        3.5.3 传感器安装位置
    3.6 传动机构选择分析
    3.7 电机的选择分析
        3.7.1 步进电机
        3.7.2 伺服电机
    3.8 伺服电机驱动方案
        3.8.1 PWM控制原理
        3.8.2 双极式可逆驱动
        3.8.3 单片机驱动PWM可逆调速系统
    3.9 软件方案
        3.9.1 胶带纠偏控制器程序
        3.9.2 电机驱动子程序
    3.10 本章小结
4 纠偏控制系统建模分析
    4.1 传感器检测模型
    4.2 蜗轮蜗杆传动模型
    4.3 纠偏辊模型
    4.4 直流电机数学模型
    4.5 直流电机控制
        4.5.1 双闭环控制策略
        4.5.2 电流环调节器设计
        4.5.3 转速环调节器设计
    4.6 电流、转速环参数计算
        4.6.1 电流环参数计算
        4.6.2 转速环参数计算
    4.7 纠偏控制系统整体模型
    4.8 本章小结
5 模糊自整定PID控制策略
    5.1 纠偏控制闭环系统
    5.2 PID控制策略
        5.2.1 模拟PID控制原理
        5.2.2 数字PID控制原理
        5.2.3 PID控制器缺点
    5.3 模糊控制策略
        5.3.1 模糊控制简介
        5.3.2 模糊控制器原理与组成
        5.3.3 模糊控制的特点
        5.3.4 模糊控制的缺点
    5.4 模糊+PID控制策略
        5.4.1 模糊PID复合控制策略
        5.4.2 模糊自整定PID控制策略
    5.5 模糊自整定PID算法设计
        5.5.1 变量模糊化
        5.5.2 建立模糊规则
        5.5.3 解模糊化
    5.6 算法仿真验证
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(2)基于数据驱动的间歇化工过程批次内和批次间复合优化控制策略研究(论文提纲范文)

缩略语表
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意义
    1.2 间歇化工生产过程控制的难点及常用控制策略
        1.2.1 间歇化工生产过程控制难点
        1.2.2 间歇生产过程的常用控制策略
    1.3 数据驱动控制
        1.3.1 模型驱动控制与数据驱动控制的比较
        1.3.2 PID控制及自整定策略
        1.3.3 迭代学习控制
    1.4 间歇化工过程控制复合架构研究
        1.4.1 复合架构研究的必要性
        1.4.2 复合架构的形式
        1.4.3 间歇化工过程中复合架构迭代学习控制的应用情况
    1.5 时序预测技术与终点质量迭代学习控制
        1.5.1 时序预测技术研究现状
        1.5.2 终点质量迭代学习控制研究现状
    1.6 研究论文的主要内容
第二章 间歇化工过程批次内时间域控制
    2.1 引言
    2.2 RBF神经网络及差分进化算法
        2.2.1 RBF神经网络结构及学习算法
        2.2.2 差分进化算法
    2.3 IDE-RBF-LM-PID算法设计
        2.3.1 RBF-PID控制算法
        2.3.2 LM算法改进RBF-PID
        2.3.3 IDE算法优化RBF网络
    2.4 智能自整定PID控制算法电加热控制实现
        2.4.1 电热水浴装置
        2.4.2 算法设计
        2.4.3 仿真验证
    2.5 智能自整定PID控制算法微化工过程制冷箱控制实现
        2.5.1 制冷箱和控制系统设计
        2.5.2 程序设计
        2.5.3 控制结果
    2.6 智能自整定PID控制算法Chylla Haase间歇反应釜控制实现
        2.6.1 Chylla Haase间歇反应装置
        2.6.2 数学模型
        2.6.3 Matlab Simulink模型开发
        2.6.4 算法设计
        2.6.5 仿真验证
    2.7 本章小结
第三章 间歇化工过程批次间迭代学习控制及复合控制实现
    3.1 引言
    3.2 复合结构的稳定性分析
        3.2.1 系统形式
        3.2.2 复合控制器结构
        3.2.3 稳定性分析
    3.3 批次间迭代学习控制自适应算法设计
        3.3.1 去伪控制算法
        3.3.2 设计批次间去伪控制算法
        3.3.3 基于有限控制器参数集合的去伪控制策略自适应ILC及算法收敛性证明
    3.4 自适应迭代学习控制算法应用设计
        3.4.1 间歇化工过程批次间控制的难点及大小批次划分
        3.4.2 大小批次划分后初始控制问题
    3.5 Chylla Haase间歇反应过程复合控制实验结果及分析
        3.5.1 方案设计
        3.5.2 结果分析
    3.6 本章小结
第四章 基于LSTM的间歇蒸馏过程转馏分点预测及终点质量迭代学习控制
    4.1 引言
    4.2 基于LSTM的时序预测建模
        4.2.1 模型建立流程
        4.2.2 数据重构
        4.2.3 长短期记忆神经网络建模基础
        4.2.4 模型搭建与预测
    4.3 数据驱动终点质量迭代学习控制对D1 蒸馏过程纯度的控制
        4.3.1 终点迭代学习控制算法设计
        4.3.2 算法实现
    4.4 系统GUI软件集成
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文主要工作
    5.2 主要创新点
    5.3 下一步工作展望
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
主要简历
致谢

(3)氢燃料电池发动机进气系统建模与控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 PEMFC系统基本结构
    1.3 燃料电池汽车研究现状
    1.4 燃料电池系统供气系统研究现状
        1.4.1 燃料电池系统供气系统建模研究现状
        1.4.2 燃料电池系统供气系统控制策略研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 燃料电池供气系统特性分析
    2.1 燃料电池堆建模
        2.1.1 电堆电压输出模型
        2.1.2 燃料电池堆特性分析
    2.2 空气供给系统建模
        2.2.1 空气压缩机模型
        2.2.2 背压节气门模型
        2.2.3 阴极气体动态模型
        2.2.4 空气供给系统特性分析
        2.2.5 模型验证
    2.3 氢气供给系统建模
        2.3.1 氢气循环泵模型
        2.3.2 调压阀模型
        2.3.3 阳极气体动态模型
    2.4 本章小结
第3章 燃料电池供气系统控制算法研究
    3.1 PID 控制及双闭环PID 控制算法
    3.2 模糊自整定PID控制算法
    3.3 解耦控制算法
        3.3.1 传统解耦控制算法
        3.3.2 模糊神经网络解耦控制算法
    3.4 本章小结
第4章 燃料电池供气系统控制算法仿真
    4.1 空气供给系统仿真
        4.1.1 空气供给系统双闭环PID控制仿真
        4.1.2 空气供给系统前馈补偿解耦PID仿真
        4.1.3 空气供给系统FNN解耦控制仿真
        4.1.4 空气供给系统控制仿真比较
    4.2 氢气供给系统控制仿真
        4.2.1 氢气供给系统PID控制仿真
        4.2.2 氢气供给系统模糊PID控制仿真
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的项目
致谢

(4)电热膜装配自动线多工位回转台设计技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源与研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状及分析
        1.2.1 国内外多工位回转台发展概况
        1.2.2 结构可靠性分析发展现状
        1.2.3 回转台控制技术研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 电热膜装配线整体布局及回转台结构设计与静力学分析
    2.1 电热膜装配线整体布局
        2.1.1 装配线工艺流程
        2.1.2 装配线整体结构布局设计
    2.2 多工位回转台技术要求及其结构设计方案
        2.2.1 技术要求
        2.2.2 回转台设计方案
    2.3 多工位回转台静力学分析
        2.3.1 静力学方程建立
        2.3.2 静力学仿真分析
    2.4 本章小结
第3章 多工位回转台动力学特性分析
    3.1 多工位回转台动力学方程建立
        3.1.1 多工位回转台有限元理论分析
        3.1.2 多工位回转台动力学方程
    3.2 多工位回转台动态特性分析
        3.2.1 多工位回转台动态特性影响因素
        3.2.2 多工位回转台谐响应分析
        3.2.3 多工位回转台瞬态分析
    3.3 本章小结
第4章 多工位回转台关键部件可靠性分析
    4.1 回转台可靠性分析
        4.1.1 可靠性数学模型构建
        4.1.2 可靠性数学模型求解
    4.2 工作平台和支撑结构可靠性分析
        4.2.1 工作平台可靠性分析
        4.2.2 支撑结构可靠性分析
    4.3 本章小结
第5章 多工位回转台控制技术研究
    5.1 多工位回转台控制技术研究及仿真分析
        5.1.1 模糊PID控制技术研究
        5.1.2 多工位回转台PID控制系统仿真分析
    5.2 多工位回转台控制系统平台设计
        5.2.1 多工位回转台控制系统原理
        5.2.2 控制系统硬件功能分析
        5.2.3 控制系统硬件选型
        5.2.4 控制系统软件程序设计
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢

(5)交流伺服系统高性能电流环控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及意义
    1.4 论文结构及章节排布
第二章 永磁同步电机伺服系统数学模型分析及矢量控制原理
    2.1 交流永磁同步电机的基本构造
    2.2 永磁同步电机伺服系统的数学模型
        2.2.1 永磁同步电机的坐标系
        2.2.2 坐标变换
        2.2.3 永磁同步电机的数学模型
        2.2.4 永磁同步电机伺服系统的内部环节构造分析
    2.3 永磁同步电机的矢量控制原理
    2.4 电压空间矢量脉冲宽度调制方法
    2.5 PID控制器在控制系统中的应用
    2.6 本章小结
第三章 基于改进粒子群优化算法的电流环参数自整定
    3.1 粒子群优化策略的概念
        3.1.1 粒子群优化算法的基本原理
        3.1.2 粒子群优化算法的算法流程
        3.1.3 粒子群优化算法中的参数分析及其设置方法
    3.2 改进的粒子群优化算法
    3.3 基于粒子群优化算法的电流环参数自整定控制器的设计
        3.3.1 控制系统的性能指标分析
        3.3.2 PI参数自整定基于改进粒子群优化算法的实现
    3.4 改进粒子群优化算法PI参数自整定的评估
    3.5 改进粒子群优化算法PI参数自整定的Simulink仿真
    3.6 仿真结果
    3.7 本章小结
第四章 永磁同步电机神经网络自适应控制
    4.1 引言
    4.2 单神经元自适应PID控制
        4.2.1 单神经元基本模型
        4.2.2 单神经元自适应PID控制结构及算法
        4.2.3 单神经元自适应PID控制系统仿真实例
    4.3 径向基函数神经网络整定PID控制
        4.3.1 径向基函数神经网络构成机理、模型及学习算法
        4.3.2 径向基函数神经网络整定PID控制系统结构及整定算法
        4.3.3 径向基函数神经网络整定PID控制系统仿真实例
    4.4 本章小结
第五章 伺服系统电流环参数自整定实验设计及研究
    5.1 实验硬件平台搭建
        5.1.1 实验伺服驱动器及电机
        5.1.2 数字信号处理器DSP TMS320F280049
    5.2 程序调试
    5.3 硬件调试工作
    5.4 改进粒子群优化算法参数自整定实验
    5.5 实验结果分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献

(6)350MW超临界机组协调控制策略的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究动态
        1.3.1 协调控制系统的发展
        1.3.2 协调控制系统现状
        1.3.3 专家控制系统研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 超临界机组协调控制系统控制策略
    2.1 协调控制系统的原理和基本组成
    2.2 单元机组运行方式
    2.3 超临界机组协调控制系统的分类及控制策略
    2.4 本章小结
3 专家控制系统概述
    3.1 专家控制系统介绍
        3.1.1 专家系统
        3.1.2 专家控制算法
    3.2 专家控制系统分类
4 350MW超临界协调控制系统分析
    4.1 350MW超临界机组协调控制系统结构
    4.2 负荷指令处理
    4.3 主蒸汽压力设定回路
    4.4 锅炉主控回路
        4.4.1 燃料量控制系统
        4.4.2 送风控制系统
        4.4.3 给水控制
    4.5 汽机主控回路
    4.6 主、再蒸汽温度控制系统
    4.7 本章小结
5 基于专家PID控制的协调控制系统的优化设计
    5.1 协调控制系统常规PID控制问题
    5.2 锅炉主控参数优化设计
    5.3 汽机主控参数优化设计
    5.4 专家整定PID设计
        5.4.1 专家自整定PID设计思想
        5.4.2 专家自整定PID设计原理
        5.4.3 专家自整定PID控制系统设计与仿真
        5.4.4 仿真分析
        5.4.5 专家自整定PID在协调控制系统中simulink仿真验证
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(7)自整定PID控制算法的比较与研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 PID参数计算研究现状
        1.2.2 基于模型的整定方法
        1.2.3 参数优化方法
    1.3 智能PID整定方法
    1.4 论文的结构安排
    1.5 本章小结
第2章 相关理论概述
    2.1 PID控制器
        2.1.1 PID控制器的结构及原理
        2.1.2 PID控制器参数对控制性能的作用
    2.2 控制系统性能参数
        2.2.1 动态性能参数
        2.2.2 鲁棒性能参数
        2.2.3 内部稳定性参数
    2.3 自整定方法
    2.4 基本粒子群算优化算法
        2.4.1 基本粒子群算法基本原理
        2.4.2 基本粒子群算法描述
    2.5 本章小结
第3章 基于继电反馈PID自整定方法研究
    3.1 继电反馈特性
        3.1.1 继电反馈原理
        3.1.2 整定规则
        3.1.3 近似传递函数的计算
        3.1.4 常用继电整定算法存在的问题
    3.2 偏置继电反馈频率特性分析
    3.3 PI/PID控制器设计
        3.3.1 闭环系统稳定性分析
        3.3.2 改进的继电反馈系统结构
        3.3.3 幅值裕度估计
        3.3.4 相位裕度估计
    3.4 仿真研究
    3.5 本章小结
第4章 粒子群算法研究
    4.1 粒子群算法的改进策略
        4.1.1 种群等级划分
        4.1.2 极自适应惯性权重
        4.1.3 极值的线性组合
    4.2 粒子群优化算法
    4.3 粒子群优化算法的收敛分析
    4.4 本章小结
第5章 自整定PID系统研究及仿真
    5.1 自整定PID系统研究
        5.1.1 控制系统结构
        5.1.2 适应度函数的选择
    5.2 仿真实验及结果
        5.2.1 基于系统的啤酒温度控制系统实验
        5.2.2 基于粒子群继电PID仿真实验
    5.3 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(8)基于模糊PID的水泥原料配料控制系统的设计及应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景与意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 原料配料控制研究现状
        1.3.2 模糊控制的应用现状
        1.3.3 配料系统存在的问题
    1.4 本文的主要内容
2 原料配料系统构成
    2.1 原料配料工艺流程
    2.2 喂料系统的工作原理
    2.3 粘土配料系统组成
        2.3.1 给料设备
        2.3.2 电子皮带秤工作原理
        2.3.3 电子皮带秤的主要部件
    2.4 本章小结
3 控制算法研究
    3.1 经典PID控制
        3.1.1 经典PID控制概述
        3.1.2 PID参数整定
    3.2 模糊控制
        3.2.1 模糊控制概述
        3.2.2 模糊控制原理
        3.2.3 模糊自整定参数PID控制
    3.3 粘土配料系统的控制器设计
        3.3.1 确定输入输出论域及语言变量
        3.3.2 确立隶属度函数
        3.3.3 建立模糊规则
        3.3.4 模糊关系和近似推理
        3.3.5 输出模糊量的清晰化
    3.4 本章小结
4 仿真研究
    4.1 MATLAB仿真软件
    4.2 仿真模型建立
    4.3 仿真结果分析
    4.4 本章小结
5 原料配料站的控制系统
    5.1 系统网络结构
    5.2 系统硬件介绍
        5.2.1 可编程控制器的选择
        5.2.2 变频器柜
    5.3 系统软件设计
        5.3.1 基于PLC的模糊PID程序的实现
        5.3.2 上位机软件的实现
    5.4 实际应用效果
    5.5 本章小结
6 总结及展望
致谢
参考文献
附录

(9)硅钢退火炉炉温控制系统设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 连续退火炉炉温控制的国内外发展及研究现状
    1.3 论文的主要工作
2 连续退火炉工艺结构的研究
    2.1 连续退火炉线工艺概述
        2.1.1 入口段工艺
        2.1.2 中央段工艺
        2.1.3 出口段工艺
    2.2 退火炉结构概述
    2.3 本章小结
3 连续退火炉的炉温控制系统
    3.1 双交叉燃烧控制基本原理
    3.2 PID控制技术
        3.2.1 PID控制概述
        3.2.2 PID控制算法
        3.2.3 常规PID参数的整定
    3.3 模糊PID控制
        3.3.1 模糊控制参数自整定模糊PID
        3.3.2 模糊控制规则的建立及反模糊化处理
    3.4 退火炉温度控制系统模型
    3.5 模糊PID控制器的仿真
    3.6 本章小结
4 连续退火炉炉温控制系统PLC硬件组成
    4.1 PLC概述
        4.1.1 PLC的产生与发展
        4.1.2 冗余技术
        4.1.3 S7-400H PLC
    4.2 退火炉PLC及远程站硬件组成
        4.2.1 系统变量统计
        4.2.2 PLC的硬件组成
        4.2.3 ET200M远程站硬件选型
    4.3 连续退火炉温度控制系统硬件配置及网络构架
        4.3.1 上位机监控系统配置
        4.3.2 自动控制系统主站
        4.3.3 网络拓扑图
    4.4 生产数据的采集与指令执行
        4.4.1 生产数据的采集
        4.4.2 生产指令的执行
        4.4.3 生产数据传输与控制命令执行的实现过程
    4.5 本章小结
5 连续退火炉炉温控制系统软件设计
    5.1 PCS7过程控制系统
        5.1.1 PCS7过程控制系统简介
        5.1.2 PCS7过程控制系统的基本构成
        5.1.3 PCS7过程控制系统在连续退火炉温度控制中的应用
    5.2 退火炉炉温控制系统程序设计
        5.2.1 炉温控制系统的软件编程
        5.2.2 退火炉控制系统HMI画面
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录
致谢

(10)分流法便携式湿度发生器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究与发展
        1.2.1 国外研究与发展
        1.2.2 国内研究与发展
    1.3 现存的主要问题
    1.4 本文主要研究内容
第二章 湿度发生器理论研究基础
    2.1 饱和水汽压方程
    2.2 湿度的表示方法
    2.3 湿度发生器分类
    2.4 饱和器分类
    2.5 本文的研究方法及所需达到的设计指标
    2.6 本章小结
第三章 湿度发生器控制系统设计
    3.1 湿度发生系统结构设计
        3.1.1 分流法湿度发生系统总体结构
        3.1.2 饱和器结构设计
        3.1.3 混气罐结构设计
    3.2 基于PID控制的气路伴热控制系统
        3.2.1 传统数字PID控制算法
        3.2.2 基于PID控制的气路伴热控制系统仿真
    3.3 基于BP神经网络PID控制的饱和器水温控制系统
        3.3.1 BP神经网络
        3.3.2 BP神经网络PID控制算法
        3.3.3 NN-PID控制器设计
        3.3.4 NN-PID控制算法
        3.3.5 基于BP-PID控制的饱和器水温控制系统仿真
    3.4 基于模糊自整定PID控制的湿度反馈调节系统
        3.4.1 模糊自整定PID控制器结构
        3.4.2 湿气湿度与干湿气气体流量的关系
        3.4.3 模糊自整定PID控制器设计
        3.4.4 基于模糊自整定PID控制的湿度反馈调节系统仿真
    3.5 本章小结
第四章 湿度发生器硬件控制系统设计
    4.1 湿度发生器硬件控制系统结构
    4.2 STM32处理器
    4.3 温湿度检测模块
        4.3.1 温度测量
        4.3.2 Vaisala HMM100 温湿度传感器
    4.4 加热驱动模块
    4.5 质量流量控制模块
    4.6 串口通讯模块
    4.7 电压转换模块
    4.8 外观结构设计
    4.9 本章小结
第五章 湿度发生器软件控制系统设计
    5.1 湿度发生器软件控制系统
        5.1.1 湿度发生软件控制系统
        5.1.2 气路伴热软件控制系统
        5.1.3 饱和器水温软件控制系统
        5.1.4 湿度反馈调节软件控制系统
    5.2 RS-485通讯
        5.2.1 Modbus通讯协议
    5.3 人机交互界面设计
        5.3.1 人机交互界面设计要求
        5.3.2 设计人机交互界面
    5.4 本章小结
第六章 湿度发生器工作性能测试
    6.1 测试目的
    6.2 系统硬件功能测试
        6.2.1 测试方案
        6.2.2 测试结果
    6.3 系统发湿性能测试
        6.3.1 测试方案
        6.3.2 测试结果
    6.4 湿气标准度测试
        6.4.1 测试方案
        6.4.2 测试结果
    6.5 发湿不确定度
    6.6 多种湿度发生器发湿性能比较
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

四、自整定PID控制的研究和实现(论文参考文献)

  • [1]绝热层缠绕成型纠偏方法与控制研究[D]. 肖扬. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]基于数据驱动的间歇化工过程批次内和批次间复合优化控制策略研究[D]. 于蒙. 军事科学院, 2021(02)
  • [3]氢燃料电池发动机进气系统建模与控制策略研究[D]. 贾玉茹. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]电热膜装配自动线多工位回转台设计技术研究[D]. 马泽坤. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
  • [5]交流伺服系统高性能电流环控制策略研究[D]. 张铄. 电子科技大学, 2021(01)
  • [6]350MW超临界机组协调控制策略的研究与应用[D]. 陈立岩. 沈阳工程学院, 2021(02)
  • [7]自整定PID控制算法的比较与研究[D]. 张伟. 沈阳理工大学, 2021(01)
  • [8]基于模糊PID的水泥原料配料控制系统的设计及应用[D]. 王茜. 西安科技大学, 2020(01)
  • [9]硅钢退火炉炉温控制系统设计与研究[D]. 刘丹. 内蒙古科技大学, 2020(01)
  • [10]分流法便携式湿度发生器的研究与设计[D]. 苏娜. 南京信息工程大学, 2020(02)

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自整定PID控制的研究与实现
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