一、非线性PID控制器的计算机辅助设计（论文文献综述）
陈廷广[1]（2021）在《基于多源数据融合的室外AGV自适应定位与导航方法研究》文中指出随着我国制造业转型升级,智慧工厂和智能仓储得到快速发展,造成AGV需求的爆发式增长,出现了 AGV市场繁荣。但存在室外AGV需求量大、应用较少的问题,这主要受室外场景宏大、环境复杂等原因的制约。随着传感器性能提升和定位导航方法的深入研究,AGV的应用逐渐从室内环境拓宽至室外环境,如何保证AGV准确感知自身在外部周围环境中的位姿状况并持续可靠沿规划路径安全行驶成为研究热点,室外AGV正面临前所未有的发展窗口。本文针对室外环境下AGV的精确定位和稳定导航展开相关研究。针对车载单源传感器定位与导航系统信息在室外环境下存在局限性和脆弱性以及室外车体位姿估计的非线性问题,研究室外复杂场景下多源异质车载传感器信息融合定位方法。采用容积卡尔曼滤波算法作为基础融合算法,利用基于航迹推算的系统方程对车体位姿的估计值与GPS和IMU给出的量测值经由卡尔曼增益系数加权计算获得车辆位姿的最优估计。将迭代过程中QR分解简化的CKF误差协方差平方根矩阵代替包含由字长限制引起的积累定位误差的病态矩阵,解决了室外环境下中由病态协方差矩阵导致定位失稳甚至发散的问题。采用基于时间序列的序贯滤波设计了不同长度量测信息的融合定位算法,充分利用传感器观测信息,解决了车载传感器的最高采样频率不一致造成传感器信息利用率不足等问题。利用QR平方根滤波法保证定位稳定性,通过时间序列序贯滤波提高传感器信息利用率,实现了稳定行驶下的多传感器数据融合的室外AGV准确定位。针对室外环境的不确定因素影响室外AGV定位鲁棒性的问题,研究室外不确定条件下的自适应强跟踪定位方法。采用改进Sage-Husa自适应滤波算法,由残差新息对量测噪声进行实时估计调整并同时监测,当出现非正定矩阵时采用有偏估计方式重新计算,保证定位滤波的稳定性,自适应实时调整噪声参数,提高系统模型不确定情况下的定位精度。采用基于多渐消因子的定位强跟踪算法,根据由不同行驶状况突变类型导致的位姿参数影响计算多渐消因子,修正突变后的误差协方差矩阵,激活卡尔曼增益系数,加权量测信息,解决由不可预测因素造成的室外车辆位姿突变后长时间定位数据发散问题。该自适应强跟踪算法提高了模型参数不确定条件下的定位鲁棒性,增强了车辆位姿不确定条件下的定位跟踪可靠性和及时性,可以稳定连续提供AGV的绝对定位信息。针对由于AGV绝对定位信息与行驶道路间未建立联系导致曲线运动时导航偏差获取困难及绝对位姿信息缺失时准确进行路径跟踪问题,将笛卡尔坐标系下的绝对位姿转换至Frenet坐标用于计算导航偏差。当室外环境下GPS存在失锁情况时,考虑导航信息冗余性采用车载相机获取行驶路面状况,将具有桶形畸变的图像正畸处理后转换至HSV色彩空间,分离饱和度高、对比度强的路径标识线,突出路面导航目标信息。经形态学滤波和双边滤波的图像预处理去除路面纹理和背景噪声。采用边缘检测及霍夫直线检测获取路径行驶区域的角点坐标。根据基准图像的路径区域角点计算逆透变换矩阵,建立图像坐标与实际位置的关系推导出导航偏差,实现GPS失锁时的路径跟踪导航偏差实时准确获取。通过模糊PID路径纠偏控制的实例仿真验证了该方法可以有效保证室外AGV的道路跟踪正确性和行驶安全性。室外AGV定位与导航实验研究。通过车载感知系统（RTK-GPS、IMU、车载相机、视觉传感器）接受多源异质信息,采用C++编写了 WIN系统下的基于QR分解的强跟踪自适应改进容积卡尔曼算法对AGV位姿进行最优估计。通过对GPS静态定位精度标定及按照给定距离设置二维码定位标签建立了位置精度为±1mm,方位精度为±1。的室外绝对定位基准。在无传感器噪声先验数据条件下通过室外动态直线和曲线行驶定位实验验证了本文所提出的多传感器信息融合自适应定位方法的有效性和可行性,其位置定位误差<5cm,误差标准差<4cm。将基准位置路径识别区域测量值与基准图像配准后计算逆透矩阵,把图像坐标投影至实际道路模型中计算导航偏差。视觉导航的横向定位精度<5cm,方位定位精度<0.5°,满足了在GPS失锁情况下的路径导航偏差信息的精度要求。综上本文室外自适应定位组合导航算法可提供动态厘米级定位精度,当GPS失锁时,根据路面图像信息提供厘米级导航偏差数据,为室外AGV提供了可靠的定位导航信息。
江翠翠[2]（2021）在《过桥箱盖零部件渗油检测系统的设计》文中提出重型汽车驱动桥零部件的铸造缺陷是影响产品质量的关键指标要素之一。济南鑫源鑫机械制造有限公司采购过桥箱盖零部件的毛坯件进行生产加工,为了提高产品的合格率需要对其进行渗油检测,过桥箱盖生产线上原有的传统人工操作的渗油检测装置工作效率低、检测精度不高、零部件合格率只有83%,而市面上出现的一些小型检测设备与本企业检测产品不匹配,高精度的自动化检测设备对本企业来讲经济性能不高。为了契合新旧动能转换理念,根据企业需求与实际情况,在原有渗油检测设备的基础上进行了改造设计,研制了具有液压与气压传动系统的PLC控制的自动化生产设备。首先,研究适用于企业的气密性检测方法。经过对比,结合企业实际,选定为水检冒泡法,用气体压力模拟卡车过桥箱工作运动过程中润滑油产生的压力。其次,研究过桥箱盖零部件渗油检测设备工作台的控制方案。首先对工作台零部件放置位置做了限定设计;其次对半成品件与成品件不同的结构对工作台的密封性不同的要求做了设计;最后对工作台及检测气体密封设备的工作情况做了控制设计。再次,研究过桥箱盖零部件渗油检测设备储水箱液位及压力控制系统的控制方案。分别建立各控制系统的数学模型,并对其进行PID控制及模糊-PID控制算法仿真,对比仿真数据,选定符合企业工艺要求的PID控制算法实现储水槽液位的稳定控制、模糊-PID控制算法实现压力的稳定控制。最后,系统调试。经过为期四个月的试验,根据实际数据计算出利用此研制的设备进行过桥箱盖零部件渗油检测时的检测正确率提高了95%,解决了人为加压不定量的缺点,缩减了工人数量,降低了劳动强度。本系统作为非标准设备在汽车零部件生产行业中确立了一种新型简单有效的铸造类零件内部气孔、砂眼的检测方法与手段,系统机械结构设计简易、容易操作、受外界干扰小,适用于其他一些小型加工车桥零部件的渗油或气密性检测。
张彬文[3]（2021）在《线性自抗扰控制分析、设计及整定》文中研究说明自抗扰控制（Active disturbance rejection control,ADRC）因其对系统“总扰动”的自发估计和抑制能力使其逐渐受到越来越多研究者的关注,同时由于其在工业领域的成功应用展现了其广泛的应用前景,但其理论研究还有待进一步加强。本文从线性自抗扰控制（Linear ADRC,LADRC）设计、分析及参数整定这一课题出发,主要对二阶自抗扰控制参数整定、针对延迟系统改进自抗扰控制参数整定、基于内模控制的改进自抗扰控制分析及基于估计状态的F-ADRC（基于微分平坦的自抗扰控制）的电力系统负荷频率控制问题进行研究,主要研究成果总结如下:1)对于LADRC,可以通过调整扩张状态观测器（Extended state observer,ESO）和反馈控制带宽来整定控制器参数,因此,和PID控制器类似,LADRC可以被视为具有多个整定参数的固定结构控制器。针对二阶LADRC提出了参数整定公式,该公式通过对一阶惯性时延对象在指定鲁棒性约束下,最小化负荷扰动衰减性能的时间乘误差平方积分来获得。通过对各类基准模型和重力排水水箱系统进行测试,验证了所提整定公式的有效性。2)针对两种延迟系统改进自抗扰控制方法,分别为延迟设计的ADRC（DD-ADRC）和基于史密斯预估器的ADRC（SP-ADRC）,提出了基于一阶惯性时延对象通过最优化具有鲁棒性约束的积分时间绝对误差获得参数整定公式。所提整定公式旨在提供统一的参数调整方法以提高控制器性能并扩展其应用范围。3)自抗扰控制设计时可以考虑将模型信息引入,得到模型辅助的自抗扰控制算法（Model-assisted ADRC,MADRC）。采用两自由度内模控制结构（TDF-IMC）对两种模型辅助的改进自抗扰控制控制方法——SP-MADRC和基于预测观测器的MADRC（PO-MADRC）进行分析。通过分析可得,在内模控制中分别取标称模型为时延对象无延迟部分和时延对象本身,同时分别取自抗扰控制的控制带宽和观测器带宽为内模控制的跟踪滤波器时间参数和抗扰滤波器时间参数的倒数,则两种控制器不仅可以实现在结构上等效,同时可以实现在控制性能保持一致。因此,可以通过内模控制来实现自抗扰控制的参数整定。4)针对电力系统负荷频率控制（Load frequency control,LFC）问题提出了一种基于估计状态的F-ADRC控制方法（基于微分平坦的自抗扰控制）。与传统的ADRC设计不同,F-ADRC控制器的阶数和增益的选择依赖于系统平坦输出,即系统状态的线性组合,而不是原有的系统串联积分模型。此外,在单区域再热汽轮机和水轮机的系统中通过附加额外的ESO来估计系统状态和未知的外部干扰。前者用于替换平坦输出中的实际系统状态,而后者用于平坦输出的轨迹规划以实现无偏跟踪。将该方法扩展应用于四区域互联LFC系统,仿真结果表明该方法可以取得满意的性能。所提方法为平坦输出不可测系统提供了一种通用的解决方法。
陈帅[4]（2021）在《液压直驱三自由度球型手腕设计与运动学特性研究》文中提出手腕单元是机器人整体机构中必不可少的一环,手腕单元的机构性能直接影响着机器人末端执行器的性能及作业能力。针对主流电驱手腕严重依赖高精密减速器和长时间带载工作电机发热严重的问题以及煤矿井下防爆全液压机械臂的需求,本文设计了一款新型的基于液压驱动技术的运动解耦的三自由度球型手腕,然后基于此手腕做了一系列的研究。首先,根据设计要求制定了基于液压驱动的新型手腕结构方案及驱动方案,对制定的结构方案进行理论分析与计算,根据计算结果对手腕所涉及的部件的参数进行设计;在此基础上,对液压作动器的参数进行计算与设计;此外,为了使手腕整机结构紧凑且能满足设计要求,还需考虑传感器的布置,进而完成对手腕的概念设计;建立手腕的整机三维实体模型并对其结构和尺寸做进一步优化与完善。其次,针对所设计手腕的机械结构与驱动方案,对手腕进行理论分析,建立手腕的正/逆运动学模型并进行仿真研究与分析;运动学仿真结果表明:通过油缸驱动手腕仰俯/侧摆关节方案以及液压马达+球笼式等速万向节驱动手腕自转关节方案是正确与可行的;动力学仿真结果表明:所设计的手腕驱动方案是合理性。最后,本文针对目前被广泛应用的传统模糊PID控制算法的（35）Kp规则库在对Kp参数进行在线修正时存在精准度不足的问题,对（35）Kp规则库进行分析并确定不合理规则的所在位置,然后对其进行调整与改进,完成对（35）Kp规则库的优化,设计了新的控制策略—改进模糊PID;借助多领域协同仿真技术,以期证实改进方法的优越性以及提高系统的控制性能;研究结果表明:新的（35）Kp规则库相比于传统的（35）Kp规则库对Kp参数进行在线修正时更加灵活与准确,克服了原有（35）Kp规则库存在的问题,使改进模糊PID控制器的伺服跟踪精度和抗干扰能力都得到了显着的提升;为实现手腕的高精度位姿伺服控制提供了控制器这一关键一环;基于Recurdyn-simulink-AMESim的机电液联合仿真技术建立了手腕机电液联合仿真的虚拟平台,然后借助仿真平台对手腕单关节动作和手腕多关节协同动作进行联合仿真与分析;仿真结果表明:改进模糊PID控制在手腕的位姿伺服控制中仍具有优秀的伺服控制能力和伺服跟踪精度,可以以更高的精度实现手腕的位姿伺服控制。
顾瑞恒[5]（2021）在《车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究》文中研究指明随着经济的发展和科学技术的进步,人们的生活质量逐渐提高,汽车已成为必备的出行工具,与此同时车辆的乘坐舒适性以及行驶平顺性成为了人们关注的焦点,其中抑制车辆振动的悬架起着至关重要的作用。磁流变阻尼器（Magnetorheolocial Damper,MRD）作为一种新型的智能隔振器件,因具有耗能低、响应速度快、输出阻尼力顺逆可调,且有价格低、制造工艺简单、阻尼效果良好等优点,在车辆悬架减振控制中得到广泛应用。由于主动悬架的制造成本过高,其将被动悬架的阻尼元件以及空气弹簧采用主动作动器代替,导致耗能增大,且至今国内外研究人员还没有解决这一难题,因此基于磁流变阻尼器的半主动悬架刚好解决了被动悬架与主动悬架所存在的缺陷,使半主动悬架的研究成为国内外的热点。基于此,本文以空气悬架系统为研究对象,开展了以下几个方面的研究:1、阐述了磁流变液以及磁流变阻尼器的原理,并在此基础上设计加工了一款双出杆剪切阀式磁流变阻尼器。搭建了阻尼悬架的振动试验系统,对阻尼器的性能进行测试分析。对磁流变阻尼器的正向动力学模型进行详细的总结,选用了改进双曲正切模型,利用遗传算法辨识该模型参数,并比较辨识结果与试验数据的吻合度,结果显示所辨识的模型精度较高,可用于后续的半主动控制中。同时设计了磁流变阻尼器的ANFIS逆模型,通过仿真验证其有效性。2、考虑实际车辆行驶路况,分别建立了随机路面与冲击路面输入模型。对空气弹簧刚度进行建模,并以此建立了1/4车空气悬架模型,通过仿真得到时域内的动力学特性。同时,对空气悬架模型进行拉普拉斯变换得到悬架性能指标的传递函数,利用幅频特性曲线分析了悬架阻尼、悬架刚度以及轮胎刚度对减振效果的影响。3、在上文搭建的磁流变阻尼器模型与空气悬架模型的基础上设计了模糊PID控制器。针对模糊PID控制策略中,PID控制器参数整定复杂,模糊规则不确定,提出了Fuzzy-PID开关切换控制策略（FPSC）。当误差较小时,采用PID控制能减小系统的超调量,使系统尽快稳定;当误差较大时,采用Fuzzy控制能获得良好的动态特性,从而改善半主动悬架的控制效果。最后,通过在随机路面下的时域与频域仿真以及在冲击路面下时域的仿真分析可知,模糊PID控制器与Fuzzy-PID开关切换控制策略都能有效的改善悬架的性能,且Fuzzy-PID开关切换控制策略效果更佳。另外,基于磁流变阻尼器的ANFIS逆模型,设计了滑模控制器。针对滑模变结构控制出现的“抖振”现象,引入了模糊控制策略,设计了模糊滑模控制器,通过在随机路面下的时域与频域仿真分析可知,模糊控制与滑模变结构结合可有效抑制“抖振”对控制精度的影响,又确保了系统的稳定性。最后,对本文所设计的四种控制算法进行比较分析可知,本文所提的fuzzy-PID开关切换控制与Fuzzy-SMC在悬架减振效果方面要优于常规的模糊PID与滑模控制。
宫庆德[6]（2021）在《Flyback型开关电源数字化设计与实现》文中研究指明市面常用的一类光伏晶硅板输出在30VDC左右,此类电源并不能直接应用于所有电子设备。若电子设备的使用电压为其它伏值时,需要对该电源进行电能变换。本文采用反激变换器（Flyback）实现30VDC-5VDC的电能变换,供光伏系统相关设备直接使用。对于闭环控制的开关电源系统而言,一般的线性控制策略对参数变化非常敏感,使得系统易振荡、稳态精度低且动态性能弱,很难满足系统的性能要求。在此背景下,高精度的非线性数字控制策略逐渐应用到直流-直流（DC-DC）变换器的控制中。本文围绕Flyback变换器进行研究,构建了基于自适应模糊-DPID非线性控制策略,论文主要工作如下:（1）分析了Flyback变换器电路拓扑的工作原理,采用状态空间平均法建立了该变换器在连续及断续工作模式下的交流小信号模型。（2）分析了PID控制策略,利用Matlab-sisotool工具箱,通过改变控制器零极点的方式得到了频域性能指标最优时的控制器传递函数;对PID进行了离散化处理,采用零极点匹配映射法与后向差分法相结合的一种方式反向推出控制器结构,完成了参数整定。（3）在Matlab/Simulink软件平台下,分别对功率级反激电路,控制级的DPID、数字脉冲宽度调制器（DPWM）以及模数转换器（ADC）模块进行了建模和调试;详细介绍了在Matlab-FIS软件环境下基于查找表方式的模糊（Fuzzy）算法设计过程以及所做的相应工作,包括偏差变化率模块、模糊子集、模糊推理规则查找表等的设计过程;利用Matlab的模糊规则观测器观测了模糊算法的设计效果,实现了预期设计要求。（4）针对DPID算法与自适应模糊算法单独使用时的不足,本文给出了基于查找表方式的自适应Fuzzy-DPID控制策略,并进行了具体的设计说明与数值仿真。根据控制系统的内部运行机制,完成了自适应Fuzzy-DPID控制系统的层次化设计,可实现在状态机时序控制下控制器各子模块的有序配合运行;由频率特性分析及在Matlab/Simulink中进行的系统综合仿真来看,各项指标均已达到了设计要求;最后选取设计所需的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）、ADC芯片及其它电路器件,完成了电源硬件系统设计。
张新昱[7]（2021）在《基于干扰和状态估计的多刚体系统鲁棒跟踪控制研究》文中研究指明多刚体系统作为一类典型的力学系统,在机械,车辆、机器人及飞行器等诸多领域具有广泛的应用。多刚体系统结构复杂,在许多实际应用中存在模型不确定性、未知的外界干扰及作动器饱和等约束,且具有强非线性和强耦合性等特点。此外,由于空间和成本的约束,难以在多刚体系统的每个需测量部位安装合适的传感器以获取系统的状态,而现有的控制方法多基于状态反馈,且存在控制器结构复杂,参数整定困难,实际控制精度难以保证等不足。本文针对多刚体系统的鲁棒跟踪控制问题,为消除建模、测量和作动能力受限条件下多刚体系统动态模型中的不确定性分量和控制输入约束对其运动精确性的影响,从不确定性分量估计与补偿、状态观测器设计,结构简单、参数易整定的高精度鲁棒跟踪控制器设计,以及稳定性推导等方面开展研究工作,其对于械臂车间作业、空间机器人卫星维护工作、载体自主运动等领域有广泛应用前景。本文提出了基于干扰和状态估计的鲁棒控制理论方法,利用干扰的估计与补偿,状态的估计与替换,并与控制器设计相结合,实现了多刚体系统的高精度轨迹跟踪,并通过多刚体系统实验平台对所提控制方案的有效性进行了验证,实验结果表明,本文提出的基于估计数据的鲁棒控制方法具有较好的稳态跟踪精度和瞬态性能。本文的主要贡献和创新性总结如下:（1）研究了基于比例-微分（proportional-derivative,PD）控制器与不确定和干扰估计器（uncertainty and disturbance estimator,UDE）的比例-积分-微分（proportionalintegral-derivative,PID）控制设计方案,简化了PID控制器的调参,实现了单参数调节系统跟踪误差最终界。在此基础上,考虑了无速率测量的多刚体系统的鲁棒跟踪控制问题,对UDE进行了改进设计,将其扩展到输出反馈情况。提出了一个简单的反馈控制方案,该方案包括一个改进的龙伯格状态观测器（Luenberger state observer,LSO）来估计系统状态和一个改进的UDE来估计系统集总输入干扰。该方案的新颖之处在于引入了LSO和UDE之间的相互耦合,以提高估计和控制精度。利用所设计的线性非奇异状态变换和巧妙的参数映射,简化了闭环系统的性能分析。通过奇异摄动理论,得到一个简单的稳定条件和单参数调优方法,以减小稳态估计误差和跟踪误差。最后,通过数值仿真和在三自由度（3-degree-of-freedom,3-DOF）直升机平台上的实验验证,证明了相互耦合效应带来的性能提升,以及参数调节方法的有效性。（2）研究了状态测量受限的n-DOF多刚体系统的鲁棒输出反馈跟踪控制。设计了一种改进的扩张高增益观测器（extended high gain observer,EHGO）来估计不可测得的系统状态以及不确定性和干扰。提出了一种结合改进的EHGO和连续PID-滑模控制（sliding mode control,SMC）策略的新型控制方案。改善了闭环系统的瞬态响应性能,同时保证了估计与跟踪的稳态精度。采用Lyapunov稳定性方法证明了EHGO的有效性。此外,通过奇异摄动理论证了闭环系统的稳定性和收敛性。数值仿真和实验结果验证了所提出的控制方案的性能优势。（3）针对一类受模型不确定性、外部干扰和输入饱和约束的单输入-单输出（single-input single-output,SISO）高阶多刚体系统,提出了一种新型的有限时间鲁棒跟踪控制方案。设计了一种基于障碍函数的干扰观测器（barrier function-based disturbance observer,BFDO）来估计系统的非平滑非线性复合干扰,且具有有限时间收敛性能。此外,基于障碍函数和BFDO,设计了一种自适应连续非奇异终端滑模控制（continuous nonsingular terminal sliding mode control,CNTSMC）策略。证明了闭环系统的Lyapunov稳定性和有限时间收敛性。通过数值仿真和与现有控制方法的比较,显示了所提出的控制方案的有效性和性能优势。本文的研究成果有助于解决多刚体系统的高精度鲁棒跟踪控制问题,对基于干扰和状态的估计、结构简单,参数易整定的鲁棒跟踪控制器设计与开发具有一定的指导意义。
樊玉和[8]（2021）在《高精度油水界面自动检测系统的研究》文中研究说明原油是我国国民经济发展不可或缺的重要能源,从新开采的原油到现实生活中的成品油,需要经过固体杂质分离、气体杂质分离、原油与污水分离等过程,其中油水分离过程仍然是国内外研究人员的一项难题。虽然国内外研究人员在油水界面检测中取得了一定成果,但是原油与污水之间的界面检测与油水分离控制系统仍然需要进一步改进。针对现有的油水界面检测方法精确度不高的问题,本文采用改进K-means图像分割算法来获取原油与污水之间的界面;针对传统PID控制器作为油水分离控制系统的控制器不能满足实际油水分离控制效果的问题,本文采用BP神经网络学习算法自动调整增量式PID控制器的、4)和(（9）三个参数,实现油水分离罐中排水阀开度大小的合理控制。本篇论文主要贡献体现在以下几个方面:（1）采用模板匹配的方法,定位油水界面位置以及观察油水界面之间乳化层周围的液包分布;采用改进的Canny边缘检测算子,检测油水界面边缘信息;采用Seed Filling区域距离算法,计算油水等效界面与图像上边界的距离。（2）采用CNCS-Kmeans硬聚类算法,并将其应用在油水界面检测中的图像分割实验。通过Python软件Open CV计算机视觉库,将CNCS-Kmeans硬聚类算法、经典K-means硬聚类算法和高斯混合模型的EM算法优化的软聚类算法（GMM-EM）分别应用在油水界面检测图像分割的过程。结果表明,本文采用的CNCS-Kmeans硬聚类算法应用在油水界面图像分割时,可以减少算法的训练次数和运行时间,具有较好的全局分割效果。（3）在油水分离过程中,本文采用BP神经网络PID控制排水阀开度大小,实现对油水界面位置高度的有效跟踪。通过在Simulink模块下对模型建模与仿真,并且通过实际油水界面实验环境及平台的搭建。仿真和实验结果表明,本文采用的BP神经网络PID控制器应用在油水分离过程时,油水界面跟踪效果好,并且提高了系统的可靠性、准确性,适应于油水分离的控制系统。
赵春润[9]（2021）在《二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究》文中研究指明随着大型建筑及智能建筑的增多,空调冷冻水系统规模也随之增大,二次泵变流量空调冷冻水系统（Air Conditioning Chilled Water System with Variable Flow in Secondary Pump,VFSP-ACCWS）被逐渐得到推广与应用。VFSP-ACCWS回水温度控制方式因其可保证系统“小流量大温差”运行且简单、易操作和节能的特点而被广泛得到应用。但由于VFSP-ACCWS中的回水温度被控对象具有大惯性、较大时滞和干扰多的特性,采用传统的回水温度PID单回路控制策略,往往导致稳态误差与超调量均较大和调节时间较长等问题,降低VFSP-ACCWS的控制质量,难以获得期望的控制效果。鉴于以上VFSP-ACCWS中的回水温度控制存在的问题,本文研究目的就是对回水温度控制方式做进一步改善,以期获得更佳的控制效果,满足VFSP-ACCWS工艺要求。首先,结合分数阶微积分知识、分数阶PID控制技术、串级控制理论和VFSP-ACCWS工艺要求,提出了回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略;其次,针对VFSP-ACCWS回水温度被控对象具有时滞的特性,对该串级控制系统加入Smith预估补偿器以此提升系统的稳定性和加快系统的响应速度;随之,对于回水温度PIλDμ控制器（Fractional Order PID Controller for Backwater Temperature,BT-FOPIDC）和供水流量PIλ控制器（Fractional Order PI Controller for the Flow of Water Supply,FWS-FOPIC）的参数整定问题,设计了改进粒子群优化算法（Improved Particle Swarm Optimization Algorithm,IPSOA）对这2个控制器的参数进行整定,获得相应的8个参数最佳值;最后,借助MATLAB/Simulink工具,对该回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级系统进行组态和仿真运行。结果表明,该分数阶串级控制系统及其基于IPSOA的控制器参数整定在理论上是可行的,且控制效果满足VFSP-ACCWS工艺相关要求。相应研究内容主要有以下几点:1.应用改进Oustaloup滤波器对PIλDμ控制器进行了精准的拟合,并利用MATLAB/Simulink工具,对PIλDμ控制器及MITAE进行模块封装。通过作用于相同的分数阶被控对象,验证了PIλDμ控制器比PID控制器具有更好的控制性能。2.依据基本粒子群优化算法（Basic Particle Swarm Optimization Algorithm,BPSOA）,通过引入正切三角函数对惯性权重ω进行非线性递减的改进,构建出IPSOA的模型结构和运算流程。并利用Sphere和Rastrigin函数算例进行验证,结果表明,相比BPSOA,IPSOA在多样性和收敛性方面均有明显的改善,寻优能力得到提升。进一步通过水箱液位PID控制效果的数值仿真与实验测试,验证了IPSOA是能够整定PID控制器参数的。3.分析、比较了VFSP-ACCWS相关性能参数的三种常用控制方式。结果表明,三种控制方式的节能效果:回水温度控制>末端定压差控制>干管定压差控制。但因传统的回水温度PID控制方式存在控制滞后与控制精度低等问题。故,本文提出了回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略。借助MATLAB/Simulink工具,对该回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统进行组态并仿真,结果表明,该控制系统对于回水温度的控制具有较小的超调量和较短的调节时间,能有效地消除稳态误差及具备较强抗干扰能力,且加入Smith预估补偿器后可进一步提升控制系统的稳定性和响应速度。4.对于相同的回水温度被控对象,分别进行回水温度PID单回路控制策略和回水温度PID-供水流量PI串级控制策略的仿真模拟。基于结果比较,本文提出的回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制策略优于上述两种控制策略。
陈宗帅[10]（2020）在《基于改进单神经元PID算法的变风量空调系统三参数前馈解耦自适应PID控制策略的研究》文中认为变风量空调系统（Variable Air Volume Air Conditioning System,VAVACS）是保持送风温度恒定,通过改变送入室内的冷、热送风量,进而满足对室内温度控制的要求。相比于传统的定风量空调系统（Constant Air Volume Air Conditioning System,CAVACS）,因其可以明显地降低风机能耗和实现分区域温度控制的优势,VAVACS被广泛的应用于现代公共建筑当中。然而,由于VAVACS的多参数、非线性且其主要控制回路之间存在强耦合的特性,当其在运行时往往会出现不同控制回路之间相互干扰的问题,造成系统的不稳定运行和降低控制系统的控制品质。鉴于此,结合多变量解耦控制理论、模糊控制算法和单神经元自适应PID控制技术,通过对VAVACS耦合严重的三个控制回路进行分析,本文提出了VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制策略和一种改进的单神经元PID算法（Modified Single Neuron PID Algorithm,MSNPIDA）对自适应PID控制器参数进行整定的研究思路。同时,借助于MATLAB软件,分别对MSNPIDA和VAVACS的三参数前馈解耦自适应PID控制系统进行了编程和组态,且仿真运行。本文研究内容主要包括:1.通过对VAVACS的3个主要参数控制回路的机理分析,分别建立了冷（热）水流量QCW/HW-送风温度TSA、送风机转速n1-送风静压PSA和室内送风量QSA-空调房间温度或室温Tn的数学模型。并基于矩阵分析法,构建了这3个控制回路的耦合传递函数矩阵表达式。2.基于前馈补偿方法,构建了解耦补偿器的传递函数矩阵,以消除这3个控制回路之间的耦合效应。借助于MATLAB软件中的多变量频域设计工具箱（Multivariable Frequency Design Toolbox,MFDT）,对VAVACS三参数前馈解耦控制系统进行了单位阶跃响应分析的仿真。结果表明,本文所设计的前馈解耦补偿器能够实现消除这3个控制回路之间的耦合效应。3.该MSNPIDA是基于送风温度TSA、送风静压PSA和室温Tn的误差及误差变化率和模糊运算规则,通过调节单神经元的神经网络权值ωi（i=1,2,3）和增益系数λ的大小,对相应的3个自适应PID控制器的参数KP*、KI*和KD*进行自适应整定,并获取相应的最佳值。同时,借助于MATLAB软件,对该MSNPIDA进行了编程和功能模块封装。通过对经典函数的验算和水箱液位实验的验证,表明该MSNPIDA是合理且可行的。4.借助MATLAB/Simulink工具,对基于MSNPIDA的VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制系统进行了组态,且数值仿真了空调冬、夏季工况的运行状况。结果表明,相应的送风温度TSA、送风静压PSA和室温Tn的控制指标能够满足空调工艺的相关要求,且跟踪性能和抗干扰能力良好。5.类似的,分别对基于MSNPIDA的VAVACS三参数非解耦自适应PID控制系统和VAVACS三参数解耦传统PID控制系统进行了组态和数值模拟了它们在空调夏季工况下的运行情况。基于结果分析,可看出本文提出的基于MSNPIDA的VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制方式相比于其它两种控制方式,其控制性能是明显占优的。
二、非线性PID控制器的计算机辅助设计（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、非线性PID控制器的计算机辅助设计（论文提纲范文）
（1）基于多源数据融合的室外AGV自适应定位与导航方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 室外AGV的定位方法研究现状 |
| 1.2.2 室外AGV的路径导航方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 多传感器数据融合定位方法研究 |
| 2.1 容积卡尔曼滤波算法 |
| 2.1.1 多传感器融合系统与观测方程 |
| 2.1.2 容积卡尔曼滤波算法 |
| 2.2 传感器多频率下的最大信息利用率方法研究 |
| 2.3 仿真实验 |
| 2.3.1 非线性位姿变化的定位稳定性对比仿真 |
| 2.3.2 传感器频率不同时定位对比仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 不确定条件下的自适应定位方法研究 |
| 3.1 模型参数不确定下的自适应定位方法 |
| 3.1.1 模型不确定下的定位问题描述 |
| 3.1.2 系统稳定性判断 |
| 3.1.3 基于改进Sage-husa的自适应算法 |
| 3.2 车辆位姿突变情况下的定位方法研究 |
| 3.2.1 状态突变情况下的定位问题描述 |
| 3.2.2 基于多渐消因子的误差协方差修正 |
| 3.2.3 强跟踪算法研究 |
| 3.3 仿真实验 |
| 3.3.1 模型不确定下自适应算法对比仿真实验 |
| 3.3.2 状态突变的强跟踪仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 室外AGV的路径跟踪导航方法研究 |
| 4.1 计算路径导航偏差 |
| 4.1.1 组合导航偏差计算 |
| 4.1.2 路径标识线提取 |
| 4.1.3 视觉导航偏差计算 |
| 4.2 基于模糊PID的路径跟踪 |
| 4.2.1 模糊PID控制器设计 |
| 4.2.2 路径跟踪仿真实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 室外AGV定位与导航实验研究 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.1.1 实验平台硬件构成 |
| 5.1.2 实验平台软件构成 |
| 5.1.3 车载传感器数据处理 |
| 5.2 室外定位与导航偏差实验 |
| 5.2.1 定位基准设定 |
| 5.2.2 室外动态定位实验 |
| 5.2.3 车载视觉导航实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）过桥箱盖零部件渗油检测系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 过桥箱盖零部件结构 |
| 1.2 企业中过桥箱盖零部件渗油检测设备现状 |
| 1.3 国内外在本选题领域内研究现状 |
| 1.4 过桥箱盖零部件渗油检测方法 |
| 1.4.1 水检冒泡法 |
| 1.4.2 氦气示踪检测法 |
| 1.5 研究意义 |
| 1.6 设计的主要任务和内容 |
| 1.7 设计系统的主要功能 |
| 1.8 本章小结 |
| 第2章 系统整体结构设计 |
| 2.1 系统整体控制结构 |
| 2.2 系统整体控制流程图 |
| 2.3 系统机械结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 液压系统设计 |
| 3.1 液压系统回路元器件的选择 |
| 3.1.1 液压控制阀的选择 |
| 3.1.2 油泵电机的选择及理论数值计算 |
| 3.2 液压系统回路的PLC控制设计 |
| 3.3 液压缸参数选择理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 过桥箱盖零部件渗油检测压力控制系统设计 |
| 4.1 压力控制系统总体结构设计 |
| 4.1.1 压力控制阀的选择 |
| 4.1.2 零部件内部压力信号采集设备的选择 |
| 4.2 压力控制系统的控制算法研究 |
| 4.2.1 常规PID控制 |
| 4.2.2 模糊-PID控制 |
| 4.3 压力控制系统的基本数学模型 |
| 4.4 压力控制系统的MATLAB仿真 |
| 4.4.1 压力控制系统模糊控制器设计 |
| 4.4.2 模糊控制表的获取方法 |
| 4.4.3 压力控制系统的MATLAB仿真 |
| 4.5 压力控制系统的PLC控制设计 |
| 4.5.1 压力控制系统中PLC的选择 |
| 4.5.2 西门子S7-1200 介绍 |
| 4.5.3 博途软件使用介绍 |
| 4.5.4 PID功能指令的使用 |
| 4.5.5 压力控制系统的PLC控制设计 |
| 4.6 智能PID调节器与PLC中 PID功能指令的对比分析 |
| 4.7 氦气示踪检测法在气密性检测系统中的应用 |
| 4.7.1 氦气性质及特点 |
| 4.7.2 氦气示踪检测法原理 |
| 4.7.3 改进方法 |
| 4.7.4 系统MATLAB建模与仿真 |
| 4.7.5 氦气示踪检测法与水检冒泡法应用于该系统的对比分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 储水槽液位控制系统设计 |
| 5.1 液位控制系统总体结构设计 |
| 5.1.1 储水槽液位控制系统 |
| 5.1.2 液位控制系统元器件的选择 |
| 5.2 储水槽液位控制系统的基本数学模型 |
| 5.2.1 储水槽非线性数学模型的建立 |
| 5.2.2 数学模型的线性化 |
| 5.3 储水槽液位控制系统的MATLAB仿真 |
| 5.3.1 常规PID控制 |
| 5.3.2 模糊-PID控制 |
| 5.4 储水槽液位控制系统的PLC控制设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 系统调试 |
| 6.1 系统调试目的 |
| 6.2 系统调试内容 |
| 6.3 系统调试步骤及结果 |
| 6.4 系统投入车间岗位使用情况汇总 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 设备经济社会效益情况证明 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 一、发表学术论文 |
| 二、其它科研成果 |
（3）线性自抗扰控制分析、设计及整定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 自抗扰控制理论的发展概况 |
| 1.2.1 发展历程 |
| 1.2.2 研究成果 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及结构 |
| 第2章 线性自抗扰控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 线性自抗扰控制器 |
| 2.3 基于微分平坦的线性自抗扰控制 |
| 2.3.1 微分平坦 |
| 2.3.2 基于微分平坦的线性自抗扰控制 |
| 2.4 模型辅助的线性自抗扰控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于鲁棒度的自抗扰控制参数整定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二阶LADRC |
| 3.3 参数整定准则 |
| 3.3.1 系统性能指标 |
| 3.3.2 鲁棒性指标 |
| 3.3.3 PID整定公式 |
| 3.4 二阶LADRC参数整定公式 |
| 3.5 基准模型仿真 |
| 3.5.1 模型简化 |
| 3.5.2 仿真结果 |
| 3.6 重力排水水箱仿真实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 延迟系统改进线性自抗扰参数整定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 延迟系统LADRC控制的局限性 |
| 4.3 改进自抗扰控制设计 |
| 4.3.1 DD-ADRC控制器 |
| 4.3.2 SP-ADRC控制器 |
| 4.4 改进自抗扰控制器参数整定公式 |
| 4.4.1 参数整定准则 |
| 4.4.2 参数优化指标 |
| 4.4.3 标称FOPDT模型改进自抗扰控制器参数整定公式 |
| 4.4.4 FOPDT模型改进自抗扰控制参数整定公式 |
| 4.5 基准对象仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于内模控制的改进自抗扰控制分析及整定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TDF-IMC控制结构 |
| 5.3 SP-MADRC控制器分析及参数整定 |
| 5.3.1 基于TDF-IMC的SP-MADRC控制器分析 |
| 5.3.2 基于TDF-IMC的SP-MADRC参数整定 |
| 5.3.3 仿真研究 |
| 5.4 PO-MADRC控制器分析及参数整定 |
| 5.4.1 基于TDF-IMC的PO-MADRC控制器分析 |
| 5.4.2 基于TDF-IMC的PO-MADRC参数整定 |
| 5.4.3 仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 应用: 电力系统负荷频率控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负荷频率控制系统(LFC) |
| 6.2.1 单区域负荷频率控制系统 |
| 6.2.2 多区域互联负荷频率控制系统 |
| 6.3 基于估计状态的F-ADRC控制(EF-ADRC) |
| 6.4 单区域LFC系统EF-ADRC控制 |
| 6.4.1 再热机组系统 |
| 6.4.2 水轮机机组系统 |
| 6.5 四区域互联LFC系统EF-ADRC控制 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要成果及创新点 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）液压直驱三自由度球型手腕设计与运动学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 手腕的发展与分类 |
| 1.2.2 手腕的国内外研究现状 |
| 1.2.3 基于液压驱动手腕的发展现状 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 第2章 基于液压直驱三自由度球型手腕的机械结构设计 |
| 2.1 手腕设计思路 |
| 2.1.1 设计要求 |
| 2.1.2 设计方案 |
| 2.2 手腕的概念设计 |
| 2.2.1 选定手腕驱动方案 |
| 2.2.2 手腕机构参数设计 |
| 2.2.3 手腕传感器的布局设计 |
| 2.3 基于NX的手腕结构设计与建模 |
| 2.3.1 手腕重要零部件的设计与建模 |
| 2.3.2 手腕辅助元件的设计与建模 |
| 2.3.3 手腕的装配 |
| 2.3.4 传感器的布置与安装 |
| 2.4 手腕本体方案实施 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 手腕的虚拟样机建立及仿真分析 |
| 3.1 手腕的运动学分析 |
| 3.1.1 手腕的正运动学模型 |
| 3.1.2 手腕的逆运动学模型 |
| 3.1.3 手腕的运动空间 |
| 3.2 手腕虚拟样机的建立 |
| 3.2.1 手腕CAD模型导入Recurdyn |
| 3.2.2 运动副及驱动的创建 |
| 3.3 手腕运动学仿真分析 |
| 3.4 手腕动力学仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 手腕高精度位姿伺服控制策略研究—改进模糊PID |
| 4.1 传统模糊PID控制策略 |
| 4.1.1 传统模糊PID控制策略在电液伺服控制中的应用 |
| 4.1.2 传统模糊PID控制策略存在的问题 |
| 4.2 改进模糊PID控制策略 |
| 4.2.1 改进思路 |
| 4.2.2 改进模糊PID控制器设计 |
| 4.3 改进模糊PID控制性能研究 |
| 4.3.1 控制对象系统描述 |
| 4.3.2 联合仿真模型构建 |
| 4.3.3 联合仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 手腕的机电液联合仿真与分析研究 |
| 5.1 机电液联合仿真技术 |
| 5.2 手腕机电液联合仿真虚拟平台 |
| 5.2.1 手腕机电液联合仿真实现原理 |
| 5.2.2 手腕机电液联合仿真虚拟平台搭建 |
| 5.3 手腕单关节联合仿真分析 |
| 5.3.1 仰俯关节联合仿真分析 |
| 5.3.2 侧摆关节联合仿真分析 |
| 5.3.3 自转关节联合仿真分析 |
| 5.4 手腕多关节协同动作联合仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 磁流变液与磁流变阻尼器的研究现状 |
| 1.2.1 磁流变液的研究现状 |
| 1.2.2 磁流变阻尼器的研究发展现状 |
| 1.3 空气弹簧与空气悬架的研究现状 |
| 1.3.1 空气弹簧的分类及对比 |
| 1.3.2 空气悬架的研究现状 |
| 1.4 磁流变半主动空气悬架的研究发展现状 |
| 1.5 磁流变阻尼器的控制方法研究进展 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 磁流变阻尼器设计试验及动力学建模 |
| 2.1 磁流变液的流变特性 |
| 2.2 磁流变阻尼器的工作原理及模式 |
| 2.3 磁流变阻尼器的结构设计 |
| 2.3.1 总体结构设计 |
| 2.3.2 结构参数设计 |
| 2.4 磁流变阻尼器的性能测试分析 |
| 2.5 磁流变阻尼器正向动力学模型及其参数辨识 |
| 2.5.1 正向动力学模型 |
| 2.5.2 遗传算法基本原理 |
| 2.5.3 基于遗传算法的改进双曲正切模型参数辨识 |
| 2.6 磁流变阻尼器逆向动力学模型的建立 |
| 2.6.1 逆向动力学模型 |
| 2.6.2 自适应神经模糊推理系统 |
| 2.6.3 磁流变阻尼器的ANFIS逆模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 车辆空气悬架系统建模及减振性能分析 |
| 3.1 悬架系统性能评价指标 |
| 3.2 路面输入模型 |
| 3.1.1 随机路面输入模型 |
| 3.1.2 冲击路面输入模型 |
| 3.3 车辆半主动空气悬架系统建模 |
| 3.3.1 空气弹簧的弹性模型 |
| 3.3.2 车辆空气悬架模型 |
| 3.3.3 二自由度1/4车空气悬架时域仿真分析 |
| 3.4 悬架参数对1/4 车辆空气悬架减振效果的影响分析 |
| 3.4.1 悬架阻尼对减振效果的影响分析 |
| 3.4.2 悬架刚度对减振效果的影响分析 |
| 3.4.3 轮胎刚度对减振效果的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 车辆半主动空气悬架Fuzzy-PID开关切换控制研究 |
| 4.1 模糊控制基本理论 |
| 4.2 PID控制基本原理 |
| 4.3 模糊自适应整定PID控制器设计 |
| 4.4 Fuzzy-PID开关切换控制策略 |
| 4.4.1 模糊控制器设计 |
| 4.4.2 PID控制器设计 |
| 4.5 Fuzzy-PID开关切换控制仿真研究 |
| 4.5.1 随机路面输入仿真 |
| 4.5.2 冲击路面输入仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 车辆半主动空气悬架模糊滑模控制策略研究 |
| 5.1 滑模变结构控制理论 |
| 5.1.1 滑模变结构控制定义 |
| 5.1.2 滑模变结构控制的基本性质 |
| 5.2 半主动空气悬架滑模控制器设计 |
| 5.2.1 滑模控制器的参考模型 |
| 5.2.2 误差动力学方程 |
| 5.2.3 滑模切换面的设计 |
| 5.2.4 滑模控制率的设计 |
| 5.3 模糊滑模控制器的设计 |
| 5.4 模糊滑模控制仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间获得的科研成果及奖励 |
| 致谢 |
（6）Flyback型开关电源数字化设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 开关电源概述 |
| 1.2 数字控制的意义 |
| 1.3 开关电源控制技术研究现状 |
| 1.4 设计指标及论文框架 |
| 第二章 开关电源系统功率级建模 |
| 2.1 工作模式分析 |
| 2.2 功率级电路的参数设计 |
| 2.3 CCM模式下功率级建模 |
| 2.4 DCM模式下功率级建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开关电源系统的关键模块分析与设计 |
| 3.1 Flyback数字电源结构图 |
| 3.2 稳压反馈环路分析 |
| 3.3 调制模式的选择 |
| 3.4 ADC模块的设计 |
| 3.5 数字控制器的设计 |
| 3.5.1 PID控制原理及其离散化分析 |
| 3.5.2 DPID参数整定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于DPID的控制系统仿真分析 |
| 4.1 数字电源系统的Simulink仿真 |
| 4.2 系统频域特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于自适应Fuzzy-DPID控制算法的设计与实现 |
| 5.1 自适应PID控制 |
| 5.2 模糊控制的设计与实现过程 |
| 5.2.1 隶属函数与偏差变化率模块 |
| 5.2.2 模糊子集的设计 |
| 5.2.3 模糊规则查找表的设计 |
| 5.3 Matlab软件环境下模糊算法的设计效果 |
| 5.4 自适应Fuzzy-DPID控制系统的仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电源硬件系统的设计 |
| 6.1 微处理器选取 |
| 6.2 硬件电路的核心模块 |
| 6.3 系统原理图与版图 |
| 6.4 控制器的Quartus与 Model Sim联合仿真 |
| 6.4.1 增量式DPID算法的仿真 |
| 6.4.2 自适应Fuzzy-DPID控制器的仿真 |
| 6.5 数字化实现过程中所考虑的关键问题 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（7）基于干扰和状态估计的多刚体系统鲁棒跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多刚体系统鲁棒跟踪控制研究现状 |
| 1.2.2 干扰估计技术研究现状 |
| 1.2.3 状态估计技术研究现状 |
| 1.3 本论文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 二阶多刚体系统的类PID鲁棒跟踪控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 一类二阶多刚体系统的控制器设计分析 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 设计难点 |
| 2.3 速率可测条件下的基于PD与 UDE结合的PID控制方案设计 |
| 2.3.1 控制方案设计 |
| 2.3.2 稳定性和性能分析 |
| 2.3.3 数值仿真验证 |
| 2.4 无速率测量条件下的基于改进LSO的控制方案设计 |
| 2.4.1 控制方案设计 |
| 2.4.2 UDE设计 |
| 2.4.3 改进的LSO设计 |
| 2.4.4 稳定性和性能分析 |
| 2.4.5 数值仿真验证 |
| 2.4.6 3-DOF直升机的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 无速率测量条件下二阶多刚体系统的鲁棒跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无速率测量条件下二阶多刚体系统的控制器设计分析 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 设计难点 |
| 3.3 基于改进的UDE+LSO的控制方案设计 |
| 3.3.1 控制方案设计 |
| 3.3.2 改进的UDE+LSO设计 |
| 3.3.3 稳定性和性能分析 |
| 3.3.4 数值仿真验证 |
| 3.3.5 3-DOF直升机的应用 |
| 3.4 基于改进的EHGO的连续PID-SMC控制方案设计 |
| 3.4.1 控制方案设计 |
| 3.4.2 改进的EHGO设计 |
| 3.4.3 连续PID-SMC设计 |
| 3.4.4 稳定性和性能分析 |
| 3.4.5 数值仿真验证 |
| 3.4.6 SRV02 旋转伺服装置的应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 存在输入饱和的高阶多刚体系统鲁棒跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一类存在输入饱和的高阶多刚体系统的控制器设计分析 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 设计难点 |
| 4.3 基于障碍函数的有限时间控制方案设计 |
| 4.3.1 控制方案设计 |
| 4.3.2 基于障碍函数的干扰观测器设计 |
| 4.3.3 有限时间CNTSM控制器设计 |
| 4.3.4 稳定性与性能分析 |
| 4.3.5 数值仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）高精度油水界面自动检测系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 系统整体结构设计和系统硬件搭建 |
| 2.1 系统整体模型结构设计 |
| 2.2 系统硬件设计原则 |
| 2.3 单片机控制系统的复位电路 |
| 2.4 步进电机控制系统的设计 |
| 2.5 光电编码器 |
| 2.6 图像采集系统设计 |
| 2.6.1 光源设计 |
| 2.6.2 CCD传感器 |
| 2.6.3 图像采集卡 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 油水界面模板匹配和乳化层周围液包分布 |
| 3.1 图像模板匹配算法 |
| 3.2 边缘检测算子 |
| 3.2.1 Scharr算子 |
| 3.2.2 高斯-拉普拉斯算子(LoG) |
| 3.2.3 Canny边缘检测算子 |
| 3.2.4 改进Canny边缘检测算子 |
| 3.3 霍夫曲线检测与距离测量方法 |
| 3.3.1 霍夫曲线检测 |
| 3.3.2 垂线法测量距离 |
| 3.3.3 连通区域法测量距离 |
| 3.3.4 Seed Filling算法测量距离 |
| 3.4 油水界面模板匹配和乳化层液包分布结果与讨论 |
| 3.4.1 油水界面模板匹配结果与讨论 |
| 3.4.2 乳化层周围液包分布的结果与讨论 |
| 3.5 油水界面边缘检测算子结果与讨论 |
| 3.6 油水界面霍夫曲线检测及界面距离计算结果与讨论 |
| 3.6.1 油水界面霍夫曲线检测结果与讨论 |
| 3.6.2 显示油水界面距离测量结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 CNCS-Kmeans硬聚类算法应用在油水界面图像分割 |
| 4.1 图像分割的基本概念及应用 |
| 4.2 彩色图像分割方法 |
| 4.2.1 阈值分割法 |
| 4.2.2 边缘分割法 |
| 4.2.3 聚类分析分割法 |
| 4.2.4 神经网络分割法 |
| 4.3 EM算法评估高斯混合模型GMM参数的图像分割 |
| 4.3.1 高斯分布基本概念 |
| 4.3.2 高斯混合模型GMM相关概念 |
| 4.3.3 EM算法评估GMM参数图像分割 |
| 4.4 K-means聚类算法图像分割 |
| 4.4.1 K-means聚类算法基本原理 |
| 4.4.2 K-means聚类算法的实现流程 |
| 4.4.3 K-means聚类算法图像分割优缺点 |
| 4.5 CNCS-Kmeans图像分割算法 |
| 4.5.1 CNCS-Kmeans基本思想 |
| 4.5.2 回归分析确定聚类中心 |
| 4.5.3 CNCS-Kmeans算法步骤 |
| 4.6 CNCS-Kmeans算法应用在油水界面图像分割实验结果与讨论 |
| 4.6.1 CNCS-Kmeans聚类算法应用油水界面分割直观效果结果与讨论 |
| 4.6.2 CNCS-Kmeans聚类算法训练次数和运行时间实验结果与讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于BP神经网络PID控制排水阀开度 |
| 5.1 常规PID控制器 |
| 5.2 神经网络基本概念 |
| 5.2.1 人工神经元模型 |
| 5.2.2 神经网络结构 |
| 5.2.3 神经网络工作方式 |
| 5.2.4 神经网络的学习 |
| 5.3 BP神经网络PID控制器 |
| 5.3.1 BP神经网络的原理 |
| 5.3.2 BP神经网络的前馈计算 |
| 5.3.3 BP神经网络权系数调整规则 |
| 5.3.4 BP神经网络学习算法步骤 |
| 5.4 BP神经网络PID控制器应用在油水分离控制系统 |
| 5.5 BP神经网络PID控制排水阀开度Simulink仿真 |
| 5.5.1 Simulink仿真两种控制器的建模与参数配置 |
| 5.5.2 Simulink仿真两种控制器的结果与讨论 |
| 5.6 BP神经网络PID控制系统控制排水阀开度实验 |
| 5.6.1 BP神经网络PID控制排水阀实验平台搭建 |
| 5.6.2 BP神经网络PID控制排水阀开度跟踪油水界面的实验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 系统软件编程设计 |
| 6.1 编程语言及系统编程开发平台的选择 |
| 6.2 控制系统模块编程设计 |
| 6.2.1 控制系统主编程设计 |
| 6.2.2 按键系统的编程设计 |
| 6.3 图像模板匹配系统开发平台及软件的选择 |
| 6.4 图像分割的编程设计 |
| 6.5 图像处理的编程设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文与专利 |
（9）二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 变流量空调冷冻水系统控制策略的应用与研究现状 |
| 1.3.2 分数阶控制理论应用与研究现状 |
| 1.3.3 PSOA在控制领域的应用与研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 PI~λD~μ控制基础及MATLAB仿真 |
| 2.1 分数阶微积分基本理论 |
| 2.1.1 分数阶微积分的定义 |
| 2.1.2 分数阶微积分的性质 |
| 2.1.3 分数阶微积分算子近似描述 |
| 2.2 分数阶控制系统及PI~λD~μ控制器 |
| 2.2.1 分数阶控制系统的数学描述 |
| 2.2.2 PI~λD~μ控制器的数学描述 |
| 2.2.3 PI~λD~μ控制器的MATLAB实现 |
| 2.2.4 微积分阶次对控制系统性能的影响 |
| 2.2.5 PI~λD~μ控制器与PID控制器的控制性能比较分析 |
| 2.2.6 基于MATLAB的改进ITAE仿真平台的建立 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 改进粒子群优化算法 |
| 3.1 基本粒子群优化算法 |
| 3.1.1 BPSOA的基本原理 |
| 3.1.2 BPSOA的特点 |
| 3.1.3 BPSOA的实现流程 |
| 3.1.4 BPSOA的改进方向 |
| 3.2 改进粒子群优化算法 |
| 3.2.1 IPSOA的构建 |
| 3.2.2 IPSOA的实现流程 |
| 3.2.3 基于Sphere和 Rastrigin函数对IPSOA数值验证 |
| 3.2.4 基于IPSOA液位PID控制器参数整定效果的验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 二次泵变流量空调冷冻水系统自动控制设计 |
| 4.1 常见的几种空调冷冻水系统形式概述 |
| 4.1.1 一次泵定流量系统 |
| 4.1.2 一次泵变流量系统 |
| 4.1.3 二次泵变流量系统 |
| 4.2 水泵变速调节的节能原理 |
| 4.2.1 水泵变频调节 |
| 4.2.2 水泵的相似定律 |
| 4.3 二次泵变流量空调冷冻水系统控制方式 |
| 4.3.1 回水温度控制 |
| 4.3.2 干管定压差控制 |
| 4.3.3 末端定压差控制 |
| 4.4 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的建立 |
| 4.4.1 串级控制系统 |
| 4.4.2 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的构建 |
| 4.4.3 主要设备的选型计算 |
| 4.5 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统建模 |
| 4.5.1 回水温度被控对象的传递函数 |
| 4.5.2 供水流量被控对象的传递函数 |
| 4.5.3 回水温度和供水流量测量变送器的传递函数 |
| 4.5.4 回水温度PI~λD~μ控制器和供水流量PI~λ控制器的传递函数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的数值仿真 |
| 5.1 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的运行模式 |
| 5.2 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统的Simulink组态 |
| 5.3 回水温度PI~λD~μ和供水流量PI~λ控制器的参数整定及系统性能分析 |
| 5.3.1 基于IPSOA分数阶串级控制器参数整定流程 |
| 5.3.2 参数整定结果及系统性能分析 |
| 5.3.3 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制系统抗干扰性能分析 |
| 5.4 回水温度PI~λD~μ-供水流量PI~λ串级控制策略与其它控制方法比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 内容总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）基于改进单神经元PID算法的变风量空调系统三参数前馈解耦自适应PID控制策略的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义及目的 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 变风量空调系统多参数解耦控制技术的研究现状 |
| 1.3.2 单神经元PID控制理论的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容和章节安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 本文章节安排 |
| 第2章 变风量空调系统自动控制设计 |
| 2.1 变风量空调系统概述 |
| 2.1.1 VAVACS的基本组成 |
| 2.1.2 VAVACS各组成部分的分类及选择 |
| 2.1.3 VAVACS的控制方式及特点 |
| 2.2 基于矩阵法VAVACS三参数耦合控制回路建模及稳定性分析 |
| 2.2.1 VAVACS三参数单控制回路的数学描述 |
| 2.2.2 VAVACS三参数耦合控制回路的矩阵描述 |
| 2.2.3 VAVACS运行的稳定性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 变风量空调系统三参数前馈解耦控制方案的选择与设计 |
| 3.1 多参数解耦控制理论及MATLAB实现 |
| 3.1.1 多参数控制回路之间的耦合性分析 |
| 3.1.2 多参数控制回路解耦补偿器的设计及MATLAB实现 |
| 3.2 VAVACS三参数前馈解耦补偿控制系统设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于改进单神经元PID算法的自适应PID控制器设计及性能分析 |
| 4.1 传统PID控制器的控制规律和参数整定方法 |
| 4.1.1 PID控制器的控制规律 |
| 4.1.2 控制系统常用的性能评价指标 |
| 4.1.3 PID控制器参数的整定方法 |
| 4.2 基于改进单神经元PID算法的自适应PID控制器设计 |
| 4.2.1 基于单神经元PID算法的自适应PID控制器的基本理论 |
| 4.2.2 基于MSNPIDA的自适应PID控制器的控制规律及参数整定方法 |
| 4.3 基于MSNPIDA的自适应PID控制器参数整定的算例验证 |
| 4.4 基于MSNPIDA的液位自适应PID控制器参数整定效果的实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于MSNPIDA的 VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制系统数值仿真 |
| 5.1 VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制系统的Simulink组态 |
| 5.2 基于MSNPIDA的 VAVACS三参数自适应PID控制器参数的整定 |
| 5.3 VAVACS三参数前馈解耦自适应PID控制系统的仿真模拟及性能分析 |
| 5.3.1 冬、夏季工况VAVACS三参数解耦自适应PID控制系统仿真与分析 |
| 5.3.2 夏季工况VAVACS三参数非解耦自适应PID控制系统仿真与分析 |
| 5.3.3 夏季工况VAVACS三参数前馈解耦传统PID控制系统仿真与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
四、非线性PID控制器的计算机辅助设计（论文参考文献）
- [1]基于多源数据融合的室外AGV自适应定位与导航方法研究[D]. 陈廷广. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]过桥箱盖零部件渗油检测系统的设计[D]. 江翠翠. 齐鲁工业大学, 2021(10)
- [3]线性自抗扰控制分析、设计及整定[D]. 张彬文. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [4]液压直驱三自由度球型手腕设计与运动学特性研究[D]. 陈帅. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]车辆磁流变半主动空气悬架系统控制策略研究[D]. 顾瑞恒. 华东交通大学, 2021
- [6]Flyback型开关电源数字化设计与实现[D]. 宫庆德. 北方民族大学, 2021(08)
- [7]基于干扰和状态估计的多刚体系统鲁棒跟踪控制研究[D]. 张新昱. 电子科技大学, 2021(01)
- [8]高精度油水界面自动检测系统的研究[D]. 樊玉和. 青岛科技大学, 2021(01)
- [9]二次泵变流量空调冷冻水系统回水温度PIλDμ-供水流量PIλ串级控制系统的数值研究[D]. 赵春润. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]基于改进单神经元PID算法的变风量空调系统三参数前馈解耦自适应PID控制策略的研究[D]. 陈宗帅. 兰州理工大学, 2020(12)