非线性PID

摘要： 本文针对结构热试验中的控制方法进行了研究,通过对结构热试验系统的各个环节进行分析,建立系统的仿真模型,对PID控制和非线性PID控制算法进行了仿真对比,采用MTS控制器进行二次开发,并进行了试验验证。仿真和试验结果对比表明,非线性PID相较于PID控制具有较好的控制品质。

摘要： 以二次调节主动升沉补偿实验平台为研究对象,针对系统中存在的非线性摩擦转矩,提出摩擦辨识及补偿方案。首先,选用Stribeck模型描述系统摩擦,建立了包含非线性摩擦转矩的平台数学模型;其次,根据平台特点设计摩擦辨识策略,使用最小二乘算法辨识得到未知系统参数,在此基础上拟合Stribeck曲线获取摩擦模型参数;然后,通过摩擦前馈和非线性PID实现摩擦补偿控制,提高升沉补偿精度;最终,实验验证了所提方案的有效性。

摘要： 连续搅拌反应釜(continuously stirred tank reactor,CSTR)普遍存在高度的非线性、不稳定性和参数不确定性.线性比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制算法难以满足CSTR系统的控制要求.为了提高CSTR系统的控制品质,采用非线性函数对线性PID控制器的比例、积分、微分系数进行非线性构造,得到非线性PID(nonlinear PID,NPID)控制算法,并将NPID算法运用于CSTR系统的出料温度控制.仿真结果表明,NPID控制算法的控制效果更好,CSTR的出料温度和出料浓度响应曲线更加平滑,过渡过程时间更短,系统抗干扰能力和鲁棒性更强.可见,所提算法是合理和有效的.

摘要： 为了解决在使用担架进行救援的过程中可能会对病人带来的二次伤害问题,本文介绍了一种基于角度传感器的自平衡担架的设计方案,该担架在检测到床体与水平面之间的角度后,能够使用非线性PID的计算方法计算出需要调整的角度并将旋转指令时时传递给驱动电机,从而实现担架在使用过程中床体始终保持平衡,改善了普通医疗救护担架使用过程中存在的技术难题.除此之外,担架自身易于折叠的结构以及轻量化的设计使得其便于运输和携带,有望将来在医疗救护领域普及,缓解目前在救援过程中普遍存在的二次伤害问题.

摘要： 为了解决在使用担架进行救援的过程中可能会对病人带来的二次伤害问题,本文介绍了一种基于角度传感器的自平衡担架的设计方案,该担架在检测到床体与水平面之间的角度后,能够使用非线性PID的计算方法计算出需要调整的角度并将旋转指令时时传递给驱动电机,从而实现担架在使用过程中床体始终保持平衡,改善了普通医疗救护担架使用过程中存在的技术难题。除此之外,担架自身易于折叠的结构以及轻量化的设计使得其便于运输和携带,有望将来在医疗救护领域普及,缓解目前在救援过程中普遍存在的二次伤害问题。

摘要： 针对多轴伺服系统动态特性不匹配及轴间耦合带来的轮廓控制问题,在分析系统轮廓误差的基础上,将非线性PID控制器(NLPID)应用于单轴位置控制和交叉耦合控制(CCC).对于任意轮廓曲线,非线性PID交叉耦合轮廓控制(NLPID-CCC)在加快伺服轴动态响应提高单轴跟踪精度的同时,实时估计轮廓误差后进行动态增益补偿至各轴,实现轴间信息共享减小系统轮廓误差.利用X-Y平台以典型的圆轮廓进行实验,结果表明:与变增益CCC方法相比,NLPID-CCC方法在轮廓误差的均方根值、最大值和平均值分别减少了30.77％、32.65％和30.43％,有效加快了伺服轴动态响应,提高了系统的轮廓加工精度.

摘要： 主动电磁轴承(AMB)具有低能耗、无磨损、无污染的优点,已广泛用于支撑高速鼓风机等旋转机械.传统的AMB大多采用线性PID控制器,在应用上存在一定的局限性.本文提出了一种改善电磁轴承性能的变参数非线性PID控制方法,在Matlab/Simulink平台上搭建了控制系统动态模型,并利用遗传算法寻找非线性增益函数中待定参数的最优组合.通过算例比较了线性PID和非线性PID两种控制方案,表明本文提出的非线性控制方案具有更好的控制效果.

摘要： "嫦娥五号"月球探测器在着陆时要承受相当大的着陆冲击载荷,一般采用大推力器来降低其着陆速度.推力器附近的隔热组件由于受到辐射和羽流的综合影响,其温度会在140 s内达到1000°C 左右.文章利用在真空条件下红外加热的方法,采用非线性变增益PID控制器对隔热组件进行温度控制,以模拟发动机工作的温度边界条件.为此,研究了红外灯加热器的动态特性和高精度快速温度控制算法,并在真空容器内搭建高温模拟与控制系统,进行了该模拟方法的试验测试及验证.研究结果表明:对于970°C 的目标温度,控制算法使隔热组件温度达到稳定状态的时间为135 s,超调量为0.5°C,在实际试验中取得良好的控制效果.

摘要： 为了提升工业机器人系统的多轴同步控制精度,课题组将一种近似势能函数引入到设计的新型控制律中,提出一种新型的非线性PID偏差耦合同步控制策略,并基于Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了所提出的控制算法可以保证闭环系统的全局渐近稳定.实验结果表明:新型的非线性PID偏差耦合同步控制策略与传统的线性PID控制策略和非线性PID控制策略相比较,系统的位置误差和同步误差收敛速度均明显加快,并且同步误差减小了70％,达到同步要求的时间缩短了80％,超调量降低,同步控制性能得到显著提高,有效的改善了工业机器人同步控制系统的协调性及动态品质.

摘要： 针对一般PID算法在应用中的问题,使用非线性PID方法对乳化沥青控制系统进行控制.给出了具体的实现方法,在实际应用中取得了良好的效果.

摘要： 针对一般PID算法在应用中的问题,使用非线性PID方法对乳化沥青控制系统进行控制.给出了具体的实现方法,在实际应用中取得了良好的效果.

摘要： 针对一般PID算法在应用中的问题,使用非线性PID方法对乳化沥青控制系统进行控制.给出了具体的实现方法,在实际应用中取得了良好的效果.

摘要： 针对一般PID算法在应用中的问题,使用非线性PID方法对乳化沥青控制系统进行控制.给出了具体的实现方法,在实际应用中取得了良好的效果.

摘要： 本发明涉及一种非线性PID的四旋翼飞行器控制方法，以满足四旋翼飞行器对给定姿态和高度快速准确跟踪的性能要求，同时控制算法简单可靠并且计算量小。本发明提供的改进型非线性PID的控制方法，在传统非线性PID控制的基础上，进一步将姿态跟踪和滚转角跟踪的控制系数非线性化，提高跟踪速度，最终使得系统在不需要精确的系统数学模型的情况下，可以实现四旋翼飞行器的姿态快速跟踪控制。

摘要： 本发明属于冶金行业过程控制技术领域，尤其涉及一种基于高阶非线性项的电熔镁炉三相电流PID控制方法。该方法对电熔镁炉熔炼过程的实时数据进行采集，根据电机转动频率，以及电极电流建立熔炼过程电极电流机理模型，并通过设计消除跟踪误差的补偿器来消除高阶非线性项变化率的影响，得到由PID控制器、前一拍高阶非线性项补偿器与高阶非线性项变化率补偿器之和组成的电熔镁炉电极电流控制器。该方法能够改善电流控制精度，满足工艺要求。

摘要： 本发明针对压电陶瓷执行器的非线性特性，提供一种压电陶瓷执行器迟滞的非线性PID逆补偿控制方法。通过数值方法建立Preisach迟滞逆模型，并且利用所建立的逆模型进行串级补偿。然后，为了提高控制器的抗干扰能力，设计了非线性PID控制器。此非线性PID控制器改变了传统PID对误差直接积分的方式，采用具有小误差放大，大误差饱和的非线性函数对误差进行积分。所建立的迟滞逆补偿能够较好地补偿压电陶瓷的迟滞非线性，在此基础上建立的非线性PID逆补偿控制不但能够减小积分带来的震荡，并且提高了控制器的控制精度。

摘要： 本发明涉及一种非线性PID控制器，其包括以下步骤：S1)选择适当正严格单调递减的性能函数来保证闭环系统跟踪性能满足预设性能的要求；S2)为保证控制器对任意初始误差的有效性，采用了双性能函数设计；S3)选择适当的初等函数并结合性能函数构造非线性函数以改进传统的PID控制器，形成非线性PID控制器；S4)为保证PID控制器对复杂系统的有效性，拓展了非线性PID控制理论，将其与现代控制理论的反演法结合起来形成非线性比例反演控制器；S5)引入Nussbaum函数解决系统输入饱和受限及控制增益方向未知等问题；S6)从理论上证明非线性PID控制器及非线性比例反演控制器的可行性和稳定性；S7)将所发明的控制器应用于Duffing‑Holmes、直升机、机器人、高超声速飞行器以及四旋翼飞行器等系统。

摘要： 一种双轴运动控制系统的非线性PID交叉耦合控制方法，该方法首先针对单轴的轨迹跟踪控制，采用非线性PID控制器，实现良好的单轴跟踪控制效果；进而针对直线和圆的轨迹轮廓建立轮廓误差模型，把非线性PID控制方法结合到传统的交叉耦合控制器中，从而设计出了一种轮廓误差控制方法。本发明在有效提高双轴控制系统的轮廓精度的同时，保证系统具有良好的抗干扰性能和鲁棒性能。

摘要： 本发明公开了一种基于状态约束的无人机非线性PID姿态控制方法，包括以下步骤：采用现有动力模型作为初始动力模型并定义本发明模型的控制量；结合状态依赖函数和初始动力模型构建基于状态约束的无人机动力模型；计算无人机系统非线性PID控制率并更新该模型参数；通过仿真验证算法对本模型进行训练，最终得到训练好的基于状态约束的无人机动力模型。本发明方法可以使现有的无人机可以在动态环境下，尤其是恶劣复杂的环境条件下实现正常飞行。

摘要： 本发明属于航空发动机高空模拟技术领域，具体涉及高空台后舱压力系统非线性PID控制方法。该方法包括：根据压力期望值与压力反馈值确定压力偏差e；建立压力偏差构成的优化目标函数J(θ)，其中，其中，θ是控制器参数向量，θ＝[Kp，Ki，Kd]，Kp为比例系数，Ki积分系数，Kd为微分系数；J*为目标极小值，J″为J(θ)的二阶微分。θ*为控制器参数最优值；利用极值搜索算法使得优化目标函数J(θ)达到最小值确定PID控制算法的控制参数最优值；以PID控制算法的控制参数最优值形成控制量控制压力反馈值。本发明的方法能够在线自整定，自行寻优，不依赖于被控对象的数学模型，具有较好的设定值跟踪效果和抗干扰能力，能够有效提升发动机快速过渡态试验中的动态调节品质。

摘要： 本发明公开了一种基于非线性PID的多车列队纵向跟随控制方法，包括如下步骤：S1、根据前车—领航车跟踪通信拓扑结构，获取前车及领航车的位置、速度以及加速度信息；S2、采取固定间距跟随策略，利用车队纵向上层控制器，获得期望速度和加速度并进行稳定性分析；S3、基于车辆纵向逆动力学模型和车队纵向下层控制器，并将车辆速度作为反馈量，根据期望加速度和期望速度求解油门开度或制动压力，实现车队纵向跟随控制。本发明还提供了一种基于非线性PID的多车列队纵向跟随控制装置，包括如下部分：参数获取模块；稳定性分析模块；车队纵向控制模块。本发明可以满足协作式车队在不同工况下的行驶需求，可以广泛应用于协同控制技术。

摘要： 本发明公开一种基于非线性PID的随机运动目标跟踪小车的控制算法，包括用于控制小车运行的速度U(t)的算法，所述U(t)的算法为比例环节P、积分环节I和微分环节D三个环节的非线性组合。本发明算法可实现根据随机运动目标跟踪小车的运动特性以及系统特性，选择适当的初等函数，来构造非线性PID的系数，即对于PID控制的比例环节P、积分环节I和微分环节D三个环节的非线性组合来解决不足之处。

摘要： 本发明涉及一种非线性PID的四旋翼飞行器控制方法，以满足四旋翼飞行器对给定姿态和高度快速准确跟踪的性能要求，同时控制算法简单可靠并且计算量小。本发明提供的改进型非线性PID的控制方法，在传统非线性PID控制的基础上，进一步将姿态跟踪和滚转角跟踪的控制系数非线性化，提高跟踪速度，最终使得系统在不需要精确的系统数学模型的情况下，可以实现四旋翼飞行器的姿态快速跟踪控制。