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基于双前馈-改进串级PID的设施蔬菜表型信息采集稳衡云台设计与试验
1
作者 于海业 张楠 +4 位作者 潘智浩 付含冰 张晨曦 姜然哲 张蕾 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期30-40,共11页
针对设施蔬菜表型信息采集过程中,由于地形不平整产生3~6 Hz振动造成采集装置出现高频小角度倾斜、动态响应滞后,进而导致采集图像分辨率下降等问题,设计了基于重力补偿角加速度双前馈改进串级PID复合控制系统的适用设施表型采集装置的... 针对设施蔬菜表型信息采集过程中,由于地形不平整产生3~6 Hz振动造成采集装置出现高频小角度倾斜、动态响应滞后,进而导致采集图像分辨率下降等问题,设计了基于重力补偿角加速度双前馈改进串级PID复合控制系统的适用设施表型采集装置的稳衡云台。硬件上,针对30 cm窄行距与多源传感器搭载需求,设计300 mm×280 mm×250 mm单臂稳衡云台,整机仅5 kg,最大负载能力达15 kg。集成X Y Z轴重心滑轨,将负载重心偏差控制在±5 mm,由此引起的重力矩波动小于0.5 N·m。控制策略上,通过线性拟合构建重力补偿前馈模型(R^(2)=0.9912),以抵消重力矩干扰。提出内环速度环叠加外环位置环的改进串级PID,引入积分分离、积分限幅及误差过零复位机制,解决传统PID小角度调整积分饱和问题,稳态误差控制在0.1°以内。融合载体与云台双IMU角加速度前馈,抵消采集车2~3 m/s^(2)启停/转向带来的惯性扰动。运行效果验证试验表明,复合控制使系统阶跃响应时间缩短80%且全程无超调。采集车以0.5 m/s行驶时,云台三轴角度围绕目标值小幅度振荡,其中横滚轴角度±0.5°、俯仰轴角度±0.3°、航向轴角度±0.2°,满足设施蔬菜表型采集对姿态稳定性的要求。 展开更多
关键词 设施蔬菜 表型信息 稳衡云台 双前馈 串级pid
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考虑位置耦合的双液压缸系统同步误差补偿模糊PID控制方法
2
作者 郝晓曦 辛增淼 +4 位作者 王晨旭 黄伟焯 邝幸胜 王天雷 邱光繁 《机床与液压》 北大核心 2026年第4期131-138,共8页
为提升压铸机双液压缸系统在位置耦合干扰下的同步控制性能,提出一种同步误差补偿模糊PID控制策略。以常规模糊PID控制为基础,引入同步误差补偿机制,将两缸位移之间的同步误差作为辅助调节变量纳入控制器的设计中,从而增强其对系统内部... 为提升压铸机双液压缸系统在位置耦合干扰下的同步控制性能,提出一种同步误差补偿模糊PID控制策略。以常规模糊PID控制为基础,引入同步误差补偿机制,将两缸位移之间的同步误差作为辅助调节变量纳入控制器的设计中,从而增强其对系统内部耦合扰动因素的实时感知与响应能力。基于AMESim平台搭建双液压缸同步位置控制系统物理模型,并分析伺服阀频率差异、初始位置偏移等典型耦合因素对同步性能的影响;利用Simulink设计控制算法,构建以位移误差及其变化率为输入、引入同步误差补偿项的模糊PID控制器,形成闭环同步调节结构;最后,对不同目标信号(阶跃、正弦、多阶段位移)进行跟踪测试,并设置耦合干扰情形(如传感器偏差、伺服阀响应频率不一致、负载分布不均匀等)。仿真结果表明:在动态响应一致工况下,该控制方法能够将位置误差控制在±2 mm内,同步误差小于100μm;在典型耦合干扰场景下,同步误差控制在微米级,具有较强的鲁棒性与工程适应性,为多缸协同控制系统提供有效参考。 展开更多
关键词 双液压缸系统 位置耦合 同步控制 模糊pid控制
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基于改进模糊PID的药品瓶身缺陷与液位联合检测系统设计
3
作者 刘静 刘波 《包装工程》 北大核心 2026年第5期220-228,共9页
目的为解决药品包装检测中人工检测效率低、传统机器视觉检测抗干扰能力弱、参数自适应调节不足等问题,设计一种基于改进模糊PID的药品瓶身缺陷与液位联合检测系统。方法首先分析药品包装检测的核心需求与当前技术瓶颈,确定检测系统由... 目的为解决药品包装检测中人工检测效率低、传统机器视觉检测抗干扰能力弱、参数自适应调节不足等问题,设计一种基于改进模糊PID的药品瓶身缺陷与液位联合检测系统。方法首先分析药品包装检测的核心需求与当前技术瓶颈,确定检测系统由图像采集、传动控制、智能决策、执行剔除4部分组成,针对检测过程中传送带速度变化、环境光线干扰、瓶型规格改变等动态因素进行优化处理;在保证检测精度的前提下,采用含有自适应权重因子的改进模糊PID控制器,自动调节相机曝光时间、图像采集频率及伺服电机速度,使模糊规则权重随时间和环境条件动态变化,以实现最优检测效果。结果实验结果表明,与传统PID控制、普通模糊PID控制相比,相同工况下改进模糊PID控制系统的误检率降低了61.3%、漏检率降低了60.4%、响应时间缩短了46.7%,且能准确识别瓶身划痕、裂纹、污渍等缺陷及液位偏差问题。结论该联合检测系统具备良好的抗干扰性与自适应性,检测精度及效率满足药品包装工业化生产需求,可为药品包装质量控制提供新的技术方案。 展开更多
关键词 药品包装检测 机器视觉 改进模糊pid 缺陷检测 液位检测
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基于重力感应传感器的物料分拣机械手抓取力自整定模糊PID柔性控制
4
作者 白娜 李鹏 黄根信 《传感技术学报》 北大核心 2026年第1期80-85,共6页
在物料分拣过程中,考虑不同物料的特性差异如各种形状、大小、重量等,导致机械手抓取力的控制精度较低。为此,提出基于重力感应传感器的物料分拣机械手抓取力自整定模糊PID柔性控制。通过线性支持向量机(SVM)和迭代最近点(ICP)配准方法... 在物料分拣过程中,考虑不同物料的特性差异如各种形状、大小、重量等,导致机械手抓取力的控制精度较低。为此,提出基于重力感应传感器的物料分拣机械手抓取力自整定模糊PID柔性控制。通过线性支持向量机(SVM)和迭代最近点(ICP)配准方法定位待抓取目标位置;利用重力感应传感器检测待抓取物料的重量,以物料分拣机械手结构为基准,将获取的待抓取物料位置和重量参数输入到设计的模糊比例-积分-微分(PID)控制器中,实现物料分拣机械手抓取力控制。实验结果表明,所提方法物料分拣机械手待抓取物料的实际中心坐标点误差不超过±(0.2,0.3)mm,待抓取物料重量误差不超过0.2 g,抓取力控制精度高、实际应用效果好。 展开更多
关键词 物料分拣机械手 抓取力控制 重力感应传感器 模糊pid控制 线性支持向量机 ICP配准方法
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基于非对称模糊PID的无人挖掘机控制与试验
5
作者 杨秀建 李测川 张生斌 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第8期3463-3475,共13页
针对无人破碎挖掘机工作装置液压系统存在的强非线性、时变载荷及执行机构特性不对称等问题,提出一种非对称模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制方法。首先,通过分析机械臂运动学模型,实现关节空间与驱动空... 针对无人破碎挖掘机工作装置液压系统存在的强非线性、时变载荷及执行机构特性不对称等问题,提出一种非对称模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制方法。首先,通过分析机械臂运动学模型,实现关节空间与驱动空间的映射转换。其次,采用五次多项式与直线段混合的插值策略,对破碎作业轨迹进行连续平滑规划,以降低计算负担并提升轨迹可执行性。最后,引入非对称隶属度函数并构建模糊规则,设计非对称模糊PID控制器,实现对破碎锤末端的精确轨迹跟踪。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,所提控制方法在响应速度和跟踪精度上均有显著提升。实车试验进一步验证了,在多执行器协同控制过程中,非对称模糊PID能有效减弱冲击振荡,使机械臂运动更加平稳,并在复杂轨迹及高冲击工况下表现出更高的轨迹跟踪精度与环境适应性。此外,该方法在典型破碎挖掘工况中的稳定表现验证了其适用性,表明其不仅能够满足复杂工况下的无人挖掘机作业控制需求,也具有推广至实际工程场景的应用潜力。 展开更多
关键词 无人挖掘机 破碎作业 轨迹跟踪 非对称模糊比例-积分-微分(pid) 实车试验
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一种基于机器学习的PID调参方法研究
6
作者 胡玲霞 万木君 《科技资讯》 2026年第1期33-37,共5页
在智能控制技术快速发展的背景下,传统比例—积分—微分(Proportional-Integral-Differential,PID)控制在复杂多变环境中存在性能与适应性不足的问题。为此,本文提出一种基于机器学习的PID巡线调参方法,旨在提升PID控制的灵活性与鲁棒... 在智能控制技术快速发展的背景下,传统比例—积分—微分(Proportional-Integral-Differential,PID)控制在复杂多变环境中存在性能与适应性不足的问题。为此,本文提出一种基于机器学习的PID巡线调参方法,旨在提升PID控制的灵活性与鲁棒性。该方法在巡航模式下采集巡线车的双电机驱动值与光感值,结合预设参数构建驱动模型与学习模型,以适应环境的非线性与时变特性。通过机器学习技术,本方法以固定驱动时间为基准,生成与函数组关联的光感预测值,进而模拟不同PID参数组合的控制效果,自动筛选出能保证巡线质量最优的参数组合。实验结果表明,该方法可以有效提升巡线车在复杂环境下的控制性能与自适应能力。 展开更多
关键词 机器学习 pid控制 巡线车 非线性控制 时变特性
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基于模糊聚类证据推理的概率鲁棒性分数阶PID控制
7
作者 邵克勇 孙辰俊 +2 位作者 朱玉洁 刘洋 夏文静 《化工自动化及仪表》 2026年第1期1-7,共7页
为了确保系统在极端情况下的鲁棒性,降低故障发生概率,提高生产过程安全性,提出一种基于模糊证据的概率鲁棒性分数阶PID控制方法。在频域中分析分数阶PID稳定域,以证据理论为基础结合模糊聚类算法,将分数阶PID控制参数作为某个证据源中... 为了确保系统在极端情况下的鲁棒性,降低故障发生概率,提高生产过程安全性,提出一种基于模糊证据的概率鲁棒性分数阶PID控制方法。在频域中分析分数阶PID稳定域,以证据理论为基础结合模糊聚类算法,将分数阶PID控制参数作为某个证据源中框架下的一组特定参数值,在模糊聚类算法的目标函数中引入标准化马氏距离,更新隶属度和聚类中心,根据控制参数设计新的BPA函数对结果进行决策。将得到的最优控制器参数进行蒙特卡洛估计,所得参数满足一定工业条件的概率。 展开更多
关键词 分数阶pid控制 概率鲁棒性 模糊聚类 蒙特卡洛法 证据理论
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面向效率提升的光学镜头调焦产线控制算法及自适应PID点胶精度优化
8
作者 穆莉莉 刘森 +1 位作者 何湘玮 范瑞琳 《机电工程技术》 2026年第4期108-113,共6页
针对光学镜头调焦产线多工位协调性不足、控制时序冗余以及点胶位置精度不稳定等问题,提出了一种基于分布式智能运动控制的有效优化方法。通过优化生产节拍算法完成对多机协同的实时调度,对上下料机械臂、调焦机构及点胶工艺等多工位的... 针对光学镜头调焦产线多工位协调性不足、控制时序冗余以及点胶位置精度不稳定等问题,提出了一种基于分布式智能运动控制的有效优化方法。通过优化生产节拍算法完成对多机协同的实时调度,对上下料机械臂、调焦机构及点胶工艺等多工位的作业时序进行重构且进行并行优化,进一步降低了工序间的空等时间、机械手空行程与非生产性工时的损失,实现生产线节拍同步与生产效率最大化。在点胶工艺环节,引入动态参数整定的自适应PID控制策略,结合实时反馈,准确调节胶头位置,有效减缓了因胶液黏度变化、出胶压力波动及环境干扰等因素对点胶定位精度造成的扰动影响。实验表明,优化后的控制系统使整体生产效率提升27%,胶头定位精度达到2 mm,合格率提升至98%。 展开更多
关键词 光学镜头调焦产线 多机协同调度 pid控制 定位精度
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基于模糊PID的负载模拟装置在智能制造技术与装备教学中的应用研究
9
作者 彭翀 王基坤 张蕤 《实验科学与技术》 2026年第1期91-96,共6页
为解决我国高等教育改革中实验教学资源匮乏的问题,推进“新工科”建设,设计了一种用于教学的串联式电动负载模拟器。该模拟器能够模拟机床主轴、数控机床、工业机器人等设备在实际工作环境下所受外部载荷,并通过给定的模拟工况加载信... 为解决我国高等教育改革中实验教学资源匮乏的问题,推进“新工科”建设,设计了一种用于教学的串联式电动负载模拟器。该模拟器能够模拟机床主轴、数控机床、工业机器人等设备在实际工作环境下所受外部载荷,并通过给定的模拟工况加载信号实现对设备的有效加载,在课程实验中能够帮助学生更好地掌握理论知识。该文设计的用于教学的负载模拟器由以下几步实现:首先对主要驱动形式的特点进行分析,确定加载装置的整体构型设计;其次根据功能需求和整体方案规划,确定模拟器的结构和加载方式为串联结构和电动式加载;然后在加载装置控制系统部分,构建基于模糊PID的显式力控制器;最后基于负载模拟器开展单自由度恒定载荷加载试验。试验结果说明加载系统对定值加载误差较小,可以满足高精度的定值加载需要。 展开更多
关键词 教学装置 力动态负载模拟器 模糊pid控制 机械实验教学 “新工科”建设
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基于模糊免疫自适应PID的直热式电炉温度均匀性控制
10
作者 郝中波 《工业加热》 2026年第1期17-21,共5页
直热式电炉密闭,内部温度无法测量,且其升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点,使得控制参数易陷入局部最优,温度控制不均匀且不够准确。为此,提出基于模糊免疫自适应PID的直热式电炉温度均匀性控制。利用灰色预测GM(1,1)模型实时... 直热式电炉密闭,内部温度无法测量,且其升温单向性、大惯性、大滞后、时变性等特点,使得控制参数易陷入局部最优,温度控制不均匀且不够准确。为此,提出基于模糊免疫自适应PID的直热式电炉温度均匀性控制。利用灰色预测GM(1,1)模型实时预测直热式电炉的工作温度,为控制器提供输入信号。设计模糊自适应PID控制器接收温度信号,设定模糊控制规则动态调整PID参数,控制温度的均匀性,并利用软切换技术平滑切换模糊控制与PID控制,保障控制的快速稳定响应。利用免疫算法对模糊自适应PID控制器的参数进行全局优化,克服局部最优解陷阱和参数调整不敏感的缺陷,提高控制性能。实验结果表明,所提方法具有较高的电路温度预测精度和较为稳定准确的温度控制性能。 展开更多
关键词 灰色预测GM(1 1)模型 温度预测 模糊自适应pid 免疫算法 温度均匀性控制
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基于CS-BP-PID算法的烟叶密集烤房温度控制系统
11
作者 沈少君 闫九福 +4 位作者 卢雨 林晓路 杜超凡 朱荣光 孟令峰 《农机化研究》 北大核心 2026年第4期95-102,共8页
烟叶烘烤作为决定烟叶品质的核心环节,其温湿度控制的精准性至关重要。针对当前密集烤房多阶段温度控制精度差、波动范围大、响应时间长等直接影响烟叶色泽、香气、化学成分、经济价值等问题,设计了一种基于布谷鸟算法(CS)优化的BP神经... 烟叶烘烤作为决定烟叶品质的核心环节,其温湿度控制的精准性至关重要。针对当前密集烤房多阶段温度控制精度差、波动范围大、响应时间长等直接影响烟叶色泽、香气、化学成分、经济价值等问题,设计了一种基于布谷鸟算法(CS)优化的BP神经网络PID控制器。通过模拟布谷鸟的寄生行为和莱维飞行特性,对BP神经网络的初始权重进行优化,加快了BP神经网络的自学习速度,以实现密集烤房温度的快速精准调控,降低了超调量,提高了响应速度。同时,基于树莓派4B搭建了密集烤房温湿度控制试验平台,并对控制器性能进行了验证。结果表明:CS-BP-PID控制器上升时间为79.35 s,峰值时间为180.00 s,调节时间为249.38 s,最大超调量为3.25%,相比常规PID控制器缩短了38.18%,调节时间缩短了47.05%,峰值时间和最大超调量减少了50%以上,满足系统温度控制需求。通过多阶段烟叶烘烤试验,上等烟比例提高了14.45%,经济效益得到了显著提升。该控制器综合性能优良,达到了精准控温控湿的效果。 展开更多
关键词 烟叶密集烤房 温度控制系统 CS-BP-pid算法
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基于PID控制器的温度控制系统设计与调试
12
作者 贾德旺 《造纸装备及材料》 2026年第1期62-64,共3页
设计了一种基于比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制器的温度控制系统。硬件部分由PT100温度检测模块、16位模拟-数字(analog-to-digital, A/D)转换模块、数字信号处理器(digital signal processor, DSP)控制核... 设计了一种基于比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制器的温度控制系统。硬件部分由PT100温度检测模块、16位模拟-数字(analog-to-digital, A/D)转换模块、数字信号处理器(digital signal processor, DSP)控制核心、数字-模拟(digital-to-analog, D/A)转换及固态继电器执行机构、人机交互与通信模块构成;软件部分采用驱动层、算法层与应用层架构,引入预补偿与积分限幅策略,并利用状态机实现系统逻辑控制与自动参数整定;控制算法采用位置式与增量式PID融合方式,结合变参数策略与低通滤波提高系统稳定性。调试阶段通过硬件校验、软件仿真与多目标粒子群优化实现PID参数优化,并在全工况下验证系统性能。结果表明,系统超调量≤5%、温度上升时间<2 min、稳态误差<0.1℃,控制精度与鲁棒性显著提升,为高精度温度控制系统设计提供了可行方案。 展开更多
关键词 pid控制器 温度控制系统 参数整定 控制算法
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基于改进蜣螂算法的模糊PID控制研究
13
作者 臧雪坤 杨明亮 +2 位作者 董青 杨恒 赵科渊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第2期103-109,共7页
为实现起重机工作中吊钩自动摘挂,需要设计一种吊钩附加机构,其动力元件为无刷直流电机,但无刷直流电机常用的PID控制存在超调量大、鲁棒性差、输出转矩不稳定等问题。针对此问题,提出一种基于改进蜣螂算法的模糊PID控制系统,并在MATLAB... 为实现起重机工作中吊钩自动摘挂,需要设计一种吊钩附加机构,其动力元件为无刷直流电机,但无刷直流电机常用的PID控制存在超调量大、鲁棒性差、输出转矩不稳定等问题。针对此问题,提出一种基于改进蜣螂算法的模糊PID控制系统,并在MATLAB/Simulink中搭建无刷直流电机的双闭环控制系统模型,并采用改进蜣螂优化算法进行优化,然后实施空载启动、负载突变工况的电机仿真实验。仿真结果显示,设计的控制系统在转速响应、鲁棒性以及转矩波动3个方面相较于常规PID控制以及模糊PID控制均有所提高,具有无超调量、抗干扰性强等优势,且稳态误差小,可以获得良好的控制性能。对家电、交通运输、物流和输送设备等应用无刷直流电机和高性能伺服控制有重要意义。 展开更多
关键词 无刷直流电机 模糊pid控制 改进蜣螂算法
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基于模糊PID的开关磁阻飞轮储能充放电控制
14
作者 朱志莹 安聪 +2 位作者 丛冰玉 孟凡浩 焦金帅 《电源学报》 北大核心 2026年第2期101-107,共7页
针对车载飞轮储能系统FESS(flywheel energy storage system)在转速和负载变化下的稳定控制问题,提出了基于模糊比例-积分-微分PID(proportional integral derivative)控制的开关磁阻飞轮储能充放电控制策略。该策略依据系统基本结构原... 针对车载飞轮储能系统FESS(flywheel energy storage system)在转速和负载变化下的稳定控制问题,提出了基于模糊比例-积分-微分PID(proportional integral derivative)控制的开关磁阻飞轮储能充放电控制策略。该策略依据系统基本结构原理,构造参数自适应的模糊PID控制器和充放电控制模型,充电时,采用转速-电流双闭环进行控制,其中转速外环采用模糊PID控制、电流内环采用低速电流斩波和高速角度位置控制来实现不同转速下的稳定运行;放电时,采用电压-电流双闭环控制,稳定输出电压的同时起到限制电流的作用。最后,多工况运行仿真结果验证了模糊PID控制可以有效提高响应速度、降低转速和电压超调,充放电控制策略实现了FESS在转速和负载突变下的稳定运行。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 开关磁阻电机 模糊比例-积分-微分 充放电控制
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基于WOA-模糊PID的带式输送机开关磁阻半直驱系统多电机协同控制
15
作者 李冲 王小龙 +5 位作者 鲍久圣 马传明 阴妍 刘鹏 张磊 王雷 《煤炭工程》 北大核心 2026年第1期124-132,共9页
针对传统带式输送机多电机驱动系统传动效率低、同步性差及新兴开关磁阻电机(SRM)低速转矩脉动等问题,提出了一种基于鲸鱼算法(WOA)优化模糊PID与改进偏差耦合的多电机协同控制策略。首先,设计了一种“SRM+内置式行星齿轮减速机构”一... 针对传统带式输送机多电机驱动系统传动效率低、同步性差及新兴开关磁阻电机(SRM)低速转矩脉动等问题,提出了一种基于鲸鱼算法(WOA)优化模糊PID与改进偏差耦合的多电机协同控制策略。首先,设计了一种“SRM+内置式行星齿轮减速机构”一体式开关磁阻半直驱多电机系统;其次,针对带式输送机多点驱动需求,提出了一种基于WOA优化模糊PID的直接瞬时转矩控制方法,通过动态调整PID参数提升SRM的动态响应与抗扰能力,仿真结果表明:相较于传统PID与模糊PID控制,WOA优化策略在空载工况下转速超调降低至0.33%,启动电流降低20%;针对多电机协同控制需求,引入同步补偿系数与加速度补偿机制,设计了改进偏差耦合控制结构,仿真显示三台电机最大转速差由4 r/min降至3 r/min;最后,利用带式输送机双滚筒三电机半直驱试验平台开展验证性试验,得出植入新型控制策略的驱动系统在空载与带载试验中三台电机之间的最大转速差分别为3.8 r/min与3.4 r/min,验证了所设计策略的同步控制效果。 展开更多
关键词 带式输送机 开关磁阻半直驱 鲸鱼算法 模糊pid 多电机偏差耦合
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基于ILA—LQR—PID的田间智能作业车路径跟踪控制
16
作者 苗凯 任力生 王芳 《中国农机化学报》 北大核心 2026年第2期157-167,176,共12页
智能车辆在田间行驶作业时,常因地面湿滑,摩擦力系数低出现滑移现象。为改善田间智能作业车辆工作效率,减少在湿滑路面上滑移情况,并针对控制算法参数难以确定问题,提出一种逻辑优化算法(ILA),确定LQR—PID控制器参数的控制方法ILA—LQR... 智能车辆在田间行驶作业时,常因地面湿滑,摩擦力系数低出现滑移现象。为改善田间智能作业车辆工作效率,减少在湿滑路面上滑移情况,并针对控制算法参数难以确定问题,提出一种逻辑优化算法(ILA),确定LQR—PID控制器参数的控制方法ILA—LQR—PID对路径进行跟踪控制的策略。首先建立智能车辆动力学模型,设计前馈LQR横向跟踪控制器、PID纵向速度跟踪控制器、转向滑移控制器和制动滑移控制器,并通过逻辑优化算法ILA对各控制器核心参数进行确定。为验证策略的可行性,通过MATLAB/Simulink和Carsim进行联合仿真试验,结果表明:在车速10 km/h、摩擦力系数0.9情况下,ILA—LQR—PID算法策略相比于原始LQR—PID和浣熊优化算法(COA)确定控制器参数的控制方法COA—LQR—PID,平均速度误差、最大横向误差和到点误差分别降低88.1%、85.8%、98.6%和6%、41.1%、57.3%;在车速10 km/h、摩擦力系数0.3情况下,分别降低61.1%、76.9%、97.7%和28.5%、36.3%、58.2%;在车速30 km/h、摩擦力系数0.9情况下,分别降低44.8%、92.2%、99.1%和26.9%、77.8%、91.5%。误差均为厘米级,能够满足田间作业要求,为智慧农业提供技术支持。 展开更多
关键词 田间智能作业车 路径跟踪 LQR控制 pid控制 逻辑优化算法
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钻柱黏滑振动的模糊自适应PID控制研究
17
作者 罗杰 柳军 +2 位作者 周鑫钟 李强 张艺 《石油机械》 北大核心 2026年第2期30-39,共10页
深部钻井中破坏性的钻柱黏滑振动将对油气钻采工程的实施造成严重阻碍,其强非线性与不确定性导致该问题长期以来缺乏高效解决方案,亟需简单有效的控制方案。为有效抑制钻柱黏滑振动,采用集中质量法建立了钻柱的二自由度扭转振动模型;基... 深部钻井中破坏性的钻柱黏滑振动将对油气钻采工程的实施造成严重阻碍,其强非线性与不确定性导致该问题长期以来缺乏高效解决方案,亟需简单有效的控制方案。为有效抑制钻柱黏滑振动,采用集中质量法建立了钻柱的二自由度扭转振动模型;基于此模型,考虑前馈扭矩和角速度误差,提出了模糊自适应PID控制方案,无需依赖精确的数学模型,利用模糊理论构建输入和输出之间的非线性关系,从而实现PID参数的自适应调整;为验证所提控制方案的有效性,结合5200 m实例井的钻柱结构参数,在钻井参数摄动下,与传统的PID控制器、模糊控制器及LQR最优控制器进行了控制效果的对比分析。分析结果表明:在期望速度、驱动扭矩及钻压等参数摄动下,传统控制方案自适应性不足,存在动态响应迟缓、超调量大及稳态误差显著等问题,而模糊自适应PID控制器通过参数实时优化调整,展现出优异的鲁棒性与适应性,能适应不确定的钻井条件;转盘和钻头的角速度均能在25~30 s内快速地追踪并稳定在期望值,动态响应速度快;超调量严格控制在2.50~6.33 rad/s范围内,且稳态误差极小。提出的模糊自适应PID控制方案综合性能优异,设计简单,可在大范围复杂钻井工况下有效抑制钻柱黏滑振动,为保障钻井过程的平稳高效提供技术支撑与理论参考。 展开更多
关键词 钻柱 黏滑振动 模糊自适应pid 参数摄动 控制性能 驱动扭矩 稳态误差
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无人机自主导航变速度模糊自耦PID控制方法
18
作者 石火财 吴燕 孟绘 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第1期147-151,共5页
在无人机自主导航变速度控制过程中,由于动力学模型的高度非线性、强耦合性以及外部扰动(如风阻、气流)的影响,传统PID控制方法难以实现线速度与姿态角(俯仰角、偏航角、滚转角)的精确解耦控制,导致控制误差累积,易出现振荡或失稳现象... 在无人机自主导航变速度控制过程中,由于动力学模型的高度非线性、强耦合性以及外部扰动(如风阻、气流)的影响,传统PID控制方法难以实现线速度与姿态角(俯仰角、偏航角、滚转角)的精确解耦控制,导致控制误差累积,易出现振荡或失稳现象。此外,模糊PID控制难以快速找到最优参数,易陷入局部极值,导致控制精度受限。为此,针对无人机自主导航变速度控制提出一种模糊自耦PID控制方法。基于拉格朗日方程构建无人机动力学模型,选取线速度与姿态角作为控制变量,为后续控制提供理论基础。以传统PID控制为基础,引入模糊自耦PID控制方法,通过模糊逻辑自适应调整控制参数,实现对线速度与姿态角的解耦控制,有效减少控制误差累积。采用灰狼优化算法对模糊PID控制参数进行全局优化,通过模拟灰狼捕猎行为,快速搜索最优参数,进一步提高控制精度,从而实现对无人机自主导航变速度的自耦控制。实验结果表明,所提方法具有较高的变速度控制精度,能够准确地对无人机自主导航变速度展开控制。 展开更多
关键词 无人机 变速度 传统pid控制 模糊pid控制 灰狼优化算法
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基于自适应模糊PID切削液浓度控制系统的设计
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作者 徐晓铭 郭鑫 +3 位作者 税妍 文小山 王春江 赵武 《机械》 2026年第3期33-39,共7页
针对目前金属切削加工过程中存在的切削液浓度无法实时、精准控制调节问题,本文将传统PID控制理论和模糊推理相结合,设计了一种基于自适应模糊PID的切削液浓度控制系统。本文首先提出了一种用于切削液浓度控制的系统总体结构框架。在所... 针对目前金属切削加工过程中存在的切削液浓度无法实时、精准控制调节问题,本文将传统PID控制理论和模糊推理相结合,设计了一种基于自适应模糊PID的切削液浓度控制系统。本文首先提出了一种用于切削液浓度控制的系统总体结构框架。在所提系统框架的基础上,对于传统PID控制理论以及模糊推理进行了探究结合,获得了一种适用于切削液浓度控制的自适应模糊PID控制器以及控制算法。为验证所得方案的可行性以及优越性,利用Simulink构建系统模型,对模糊PID浓度控制算法的控制效果进行了仿真,并在切削液浓度控制系统实验平台上进行了关于浓度控制的对照实验。最终,仿真与实验结果表明,本文所设计的自适应模糊PID相对于传统的浓度控制方法响应更快,系统稳态误差更小,提升了切削液性能维护系统的浓度控制性能。 展开更多
关键词 切削液 模糊pid算法 浓度控制
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基于变论域模糊PID控制的超声波追频方法
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作者 曹凯杰 周俊雄 +2 位作者 范鹏 蒋占四 彭润欣 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2026年第1期108-112,119,共6页
针对超声波追频时存在精度不高、响应速度慢、在变负载情况下频率追踪不准确等问题,提出了一种基于变论域模糊PID的控制策略。该方法主要通过伸缩因子的变化来调整系统的动态参数,从而控制论域的输出,并结合PID控制方法实现变论域的模糊... 针对超声波追频时存在精度不高、响应速度慢、在变负载情况下频率追踪不准确等问题,提出了一种基于变论域模糊PID的控制策略。该方法主要通过伸缩因子的变化来调整系统的动态参数,从而控制论域的输出,并结合PID控制方法实现变论域的模糊PID控制。利用仿真软件建立其仿真模型并应用于工程实验。实验结果显示,相较于模糊PID控制技术,变论域模糊PID控制方法可以更为有效地提高超声波追频精度、变负载情况的追频稳定性和超声波系统的整体性能。 展开更多
关键词 追频 变论域 超声波 模糊控制 pid
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