双电机自适应模糊PID同步控制策略的研究(IJISA-V3-N5-4)

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基于模糊PID的多电机全闭环同步控制系统

基于模糊PID的多电机全闭环同步控制系统

基于模糊PID的多电机全闭环同步控制系统摘要:在实际工程应用时PID 控制策略以及传统的耦合控制策略都很难满足高同步性能的要求,并容易造成速度跟踪失步的问题。

文章基于模糊PID控制策略的基础上采用多不同电机全闭环控制方法对传统耦合控制方式进行改进,并以模糊PID控制器为核心,应用Simulink进行建模仿真,结果表明改进后的多电机全闭环同步控制系统具有良好的同步性、稳定性和准确性。

关键词:交叉耦合控制;模糊PID控制器;多电机传统的PID控制策略在单电机控制时能够发挥很好的作用,但是对于多电机的同步控制,其无法判断其他电机的速度水平。

传统的耦合控制采用主从电机控制,主电机的速度不会跟随从电机速度的变化而发生变化,因而造成了主从两台电机间的失步。

在理论上相邻耦合算法的控制策略能够得到理想的同步控制性能,实际上由于负载动特性的参数很难实时测量,使得此策略在应用上受到了限制,并且由于控制算法非常繁琐,这种控制策略难以实现多台电动机的同步控制。

所以本文提出了一种基于模糊PID控制器的改进耦合控制方法来控制多台不同型号的永磁电机,实现同步控制的效果。

1 模糊PID控制器多电机全闭环控制系统目前对于多电机的控制方式多采用半闭环的控制方式,对于电机后端的机械传递系统的误差不加以控制,误差不能得到很好地控制。

本文采用模糊PID控制器的多电机全闭环控制系统可以有效的避免这种误差。

1.1 单电机模糊PID控制器分析如图1所示,每个模糊PID控制器都包含与Kp、Ki、Kd相对应的模糊控制器、比较器以及执行器。

比较器是将所有电机输出转速的平均值与本电机的输出转速进行比较,然后将结果作为模糊PID控制器的输入,最后执行器根据事先编制的模糊规则将信号传送给电机,从而对电机进行调节。

1.2 模糊控制器模块模糊控制器模块的主要作用是将反馈转速与理想转速的误差的等级进行判断,其内容包括转速模糊化、控制规则的制定和解模糊控制规则。

基于模糊自适应PID的永磁同步电动机启动研究

基于模糊自适应PID的永磁同步电动机启动研究
科 技 论坛 I 1 ;
科 黑江 技信总 —龙— — —
基 于模 糊 自适应 P D 的永磁 同步 电动机 I 启 动研 究
李 若 霆
( 尔滨 理 工 大 学 , 龙 江 哈 尔滨 10 ( ) 哈 黑 5 0) 1
摘 要: 永磁 同步电动机 的启动过程控制对 电机 实现平稳快速启动有着重要 的意义 , 介绍 了一种基于模糊 自适应 PD控制 策略 的永磁 同步 电 I 动机启动控制策略 , 并进行 了仿真研 究, 验证 了这种控制策略的有效性。 关键词: 永磁 同步电动机 ; 启动 ; 模糊 自适应 PD I
静态 性 能 。
图 1速 度 给 定 曲 线
图 2 转 速 响应 仿 真 曲线
人 员 的技 术 知 识 和 实 际 操作 经验 ,建 立 合 适 的 变 频 启 动 的效 果 。
模糊规则表 , 到针对 k ,ikI 三 得 p k,r二 个参数分别 整定 的模 糊 控 制 规 则 表 。 4 分 段 模 糊 自适 应 PD控 制 策 略 I 虽 然 模 糊 自适应 PD控 制 能在 控 制 过 程 中 I 对 PD参 数 实 现 实 时 整 定 和 优 化 ,但 是 由于 其 I 整定过程要以初始 PD参数 为基础 ,并存在一 I 定 的整定范围 ,存整个控制过程并不能完全满 足系统所有状态下对控制精度 和响应速度的要 求 ,所 以有 必 要 对 经 典 的模 糊 自适 应 PD控 制 I 策 略 进 行 优 化 , 分 发挥 模 糊 控 制 策 略 的 优 势 , 充 实 现 响 应 速 度 快 , 制精 度 高 的控 制 目标 。 控 基 于 以 上 理 由 ,提 出 一种 分 段 式 的 模 糊 自 适应 PD控制策略 , 1 其控制思想是 : 因为系统的 偏 差 可 以直 接 反 映 系 统 当前 状 态 ,所 以根 据 系 统偏差 的大小进行 PD参数 的分段整定 。以电 I 机起 动过程为例 , 启 动初期 , 统偏差很 大 , 在 系 此时 k,. pk的取值都应很小 , 避免控制器输 出过 大对 电机造成冲击 ; 当系统偏差逐渐减小时 k、 k 的取值应相应的增 大 , 以保持控制器输出 , 当 电机 进 入 稳 态 后 由 于 此 时 系统 偏 差 很 小 ,此 时 需 要 进 一步 增 加 k …k的 取 值 , 高 系 统 的 鲁 棒 提

基于模糊自适应PID控制的永磁同步电机调速系统研究

基于模糊自适应PID控制的永磁同步电机调速系统研究

Candidate:He Ruiling
Supervisor:Prof. Yan Maode
Chang’an University, Xi’an, China 21 April, 2014
万方数据
论文独创性声明
本人声明: 本人所呈交的学位论文是在导师的指导下, 独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。
万方数据
Study on the Speed Regulation System of Permanent Magnetic Synchronization Motor Based on Fuzzy Adaptive PID Controller
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
2.1 永磁同步电机的物理结构及工作原理 ................................................................. 7 2.2 永磁同步电机的数学模型..................................................................................... 8 2.2.1 三相静止坐标系下的数学模型 .................................................................... 8 2.2.2 两相旋转坐标系下的数学模型 .................................................................... 9 2.3 坐标变换原理 .......................................................................................................10 2.3.1 三相静止坐标系到两相静止坐标系 ........................................................... 11 2.4 矢量控制技术 .......................................................................................................12 2.4.1 矢量控制理论 ..............................................................................................12 2.4.2 矢量控制策略介绍 ......................................................................................12 2.5 空间脉宽调制技术 ...............................................................................................14 2.5.1 SVPWM 原理 ...............................................................................................14 2.5.2 SVPWM 的具体实现方法 ............................................................................17 2.6 本章小结 ..............................................................................................................20 第三章 永磁同步电机调速系统模糊自适应 PID 控制研究 ........................................TRACT

模糊自适应PID控制在无刷双馈电机矢量控制中的应用

模糊自适应PID控制在无刷双馈电机矢量控制中的应用

A s at Buhesdul— dm ci B F bt c : rsl obyf ahn r s e e( D M)sedcnr ytm bsdo et ot lt tg e o e .Ss pe ot l s ae nvco cnr r eypr r w l y— os e r o sa f ms 1
立 了 比较 准确实用 的数 学模 型 j提 出 了针 对 B . , D
F 的多种控 制策 略 , M 如标 量控 制 、 磁场 定 向控 制 、 直 接转矩 控制 等. 目前 , 各种 控 制策 略 中 的速度 控 制器 ( S a t ai sed rgl o ) 采用 常规 PD控 A R,u m t p e eua r 多 o c t I
制 , 系统 动态 响应 过程 中 , 存 在超 调 量 大 以及 动 在 仍
1 无刷 双馈 电机 的转子磁 链定 向控 制 策 略
和 转 速 调 节 器
1 1 无刷双 馈 电机 的转 子磁链 定 向控 制策 略 .
在 B F 中建立 由功 率绕组 磁 场和 对应 的转 子 DM
第2 4卷
第3 期








V0 . 4 No 3 12 .I OF T ANJ N I UNI VERS T OF TECHNOLOGY I Y
Jn 2 0 u .0 8
文章 编 号 :6 3 05 2 0 )3 0 3 —4 17 —9 X(0 8 0 —0 6 0
长等 问题 . 文 在 无 刷 双馈 电机 矢 量控 制 策略 的基 础 上 , 模 糊 自适 应 控 制 与 PD控 制 器 相 结 合 , 用 于 无 刷 双 馈 本 将 I 应

基于模糊自适应PID控制的永磁同步电机伺服系统研究

基于模糊自适应PID控制的永磁同步电机伺服系统研究

【 箍
经过 P a r k变 换 和 反 变 换 , 电机 模 型 可 以进 一 步 简 化 为 :
t p i q = t — R i q —K t V + U q ) / L q 。
础上设计了一种最基本最实用的模糊控制器 ,将其应用到 了永
磁 同步 电机 伺 服 系 统 中 ,建 立 了 系 统 模 型 并 对 其 进 行 了仿 真研 究。 用模糊 P I D 控 制 的 方 法 实 现对 永 磁 同步 电机 的控 制 , 可 以避 免 建 模 中遇 到 的 许 多 困 难 , 取 得 较 好 的 控 制 效果 。
永 磁 同 步 电 机控 制 的研 究 。
图 1所 示 。
[ 警 】 8 = 【 , O ] r c
根 据 以上 分 析 ,可 以得 到 永 磁 I B I 步 电 机 的 简 化 模 型 结 构 如
数 学 模 型能 够 描 述 实 际 系统 各 物 理 量 之 间 的 关 系 和 性 能 , 是 被 描 述 系 统 的 近似 模 拟 。永 磁 同 步 电 机 的 定 子 与 普 通 励 磁 同
快, 稳 态精 度 高 , 抗 扰 动性 能 大 大加 强。
关键词 : 永 磁 同步 电机 , 伺 服 系统 , 模 糊 自适 应 P I D 永磁 同步电机因具有体积 小、 重量 轻 、 运行可靠 、 能 量 转 换 效率高 、 调 速 范 围宽 、 动 静 态 特性 好 等 优 点 而 被 广 泛 应 用 于 各 种 伺服系统中[ 1 ] 。同 时 , 永 磁 同步 电 机 又是 一个 多变 量 、 非线性 、 时 变被控对象。 本 文 对 模糊 控 制 理 论 进 行 了一 定 的 研 究 。 并 在 此 基

基于模糊PID的多电机全闭环同步控制系统

基于模糊PID的多电机全闭环同步控制系统
和 准确 性 。
关键 词 : 交叉耦舍 控制 ; 模糊 P I D 控制 器 ; 多 电机 中图分类号: T M 3 0 6 文献标识码: A 文章编号 : 1 0 0 6 — 8 9 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 7 — 0 0 0 1 — 0 2
传统 的 P I D控 制 策 略 在 单 电机 控 制 时 能 够 发 挥 很 好
1 模糊 P I D控 制器 多 电机全 闭环 控制 系统
机 全 闭环 控制 系统可 以有效 的避免 这 种误 差 。 1 . I 单 电机 模糊 P l D控 制 器分 析
到的然后 由关系词连接而成的 , ( 常用 的关系词如 i f - t h e n ) 根据实际应用经验 , 确定各输入输 出量之间的模糊关系。 解模糊化过程是把将模糊推理的输 出根据解模糊原
如图 1 所示 , 每个模糊 P I D控制器都包含与 K 。 、 K i 、 相 对 应 的模糊 控 制器 、 比较 器 以及 执行 器 。 比较 器 是将 所
则转化为实际输 出。也就是说给出一个确切的输出值。 根 1 ) 得到各参数 P 、 I 、 D的具体值。 有 电机输 出转速 的平均值与本 电机的输 出转速进行 比较 , 据式 ( k ,  ̄ t = k + Ak ( 1 ) 然后将结果作 为模糊 P I D控制器 的输入 , 最后执行器根据 事先编制 的模糊规则将信号传送给电机 , 从而对 电机进行
( k W) : 3 . 0 , 额定转矩 ( N・ m ) : 9 . 8 , 额定 电流 ( A r ms ) : 1 7 . 9 ; S G M S V 一 5 0 A电机 1 : 额 定输 出 ( k w) : 5 . 0 , 额 定 转矩 ( N ・ 1 T I ) : 1 5 . 8 , 额定 电流( a r m s ) : 2 7 . 6 。 2 . 1 基 于模 糊 P I D 的 多电机 全 闭环 控 制模块 如图 2 所示 , 采用 三 台不 同的永 磁 同步 电机

基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制

基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制
关键 词 : 同步控 制 ; 神 经元 P I D; 偏 差耦 合 ; 模糊 ; 仿 真
中 图分类 号 : T M3 0 1 . 2 ; T G 6 5 文献标 识码 : A
M ul t i - mo t o r Ne ur o n PI D Sy nc hr on ou s Co nt r o l Ba s e d o n Fu z z y Co n t r o l

机 同步控 制 算 法的基 础上 , 设 计 了具 有 自学 习和 自适 应 能 力的神 经 元 P I D控 制 器 , 弥补 了传 统 P I D 控 制在 非线 性 、 时 变、 强耦 合 的 多电机 同步控 制 过 程 中存 在 的不 足 ; 采 用偏 差 耦 合控 制 策 略 , 以模 糊 控 制 器作 为 速度 补偿 器 , 改进 了 多 电机 传 统 耦 合控 制 方 式 。在 M A T L A B / S I MU L I N K环 境 下 , 搭建 了 多电机 同步控 制 系统 仿真模 型 。仿 真 结 果表 明基 于模 糊控 制 的 多 电机 神 经 元 P I D 同步控 制 系统 具 有 良好 的 同步性和 稳 定性 , 实现 了提 高多 电机 同步控 制 系统控制 精度 的 目的 。
CU I J i e - f a n,L I U Ya n,YAN Ho n g ,P AN L o n g ・ y u
( S c h o o l o f E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g , S h e n y a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , S h e n y a n g 1 1 0 8 7 0 C h i n a )

基于模糊自整定pid的直流电机调速系统研究

基于模糊自整定pid的直流电机调速系统研究

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。

特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日中文摘要在集成有先进控制算法的直流驱动装置还没有大批量生产的情况下,本文将模糊控制理论引入直流调速系统,用模糊自整定PID控制器代替传统的固定参数PID控制器,将模糊控制与PID控制结合实现复合控制,最终在西门子S7-300系列PLC中用SCL语言实现,充分结合了PID控制和模糊控制各自的优点,扬长避短,满足了工业控制中对转速精度的高要求,提高了直流调速系统的快速性和鲁棒性,同时也保持了PID控制稳态精度高的优点。

论文首先对控制对象直流电机及其驱动单元建立了完整的数学模型,并结合MA TLAB/Simulink的仿真工具,对直流调速系统中的传统PID控制策略、模糊自整定PID控制策略相对于负载扰动、电机参数改变、电网电压变化时的系统控制性能进行仿真、对比研究。

通过对仿真结果进行比较,模糊自整定PID控制器的性能良好,具有良好的动态性能和稳态新能,并具有更强的抗干扰能力,对控制系统参数变化也表现出了更强的适应能力。

经过软件仿真之后,选择以直流电机作为实际控制对象,对直流电机调速系统进行了硬件系统设计和软件系统实现,并进行实际运行测试。

基于模糊PID复合控制交流伺服系统的研究

基于模糊PID复合控制交流伺服系统的研究

基于模糊PID复合控制交流伺服系统的研究传统的pid控制方法虽然能使系统获得良好的稳态精度,但系统的快速性和抗干扰能力及对系统参数摄动的鲁棒性都不够理想.传统的pid控制的交流伺服系统,整定pid参数时,很难做到动稳态性能都好。

只能兼顾动稳态,综合考虑,或有所侧重。

如果要求动态、稳态、抗扰性能都好就更难了。

模糊控制的交流伺服系统具有很大的灵活性,提供了一种提高交流伺服系统的跟随和抗扰性能的好方法,有力地提高了系统的鲁棒性。

但是,在模糊控制器的规则库中,全部规则是依据模糊专家知识所建立的,尽管很好,但也是过去经验的总结。

如果环境、对象出现了过去没遇过的情况,则知识库(数据库和规则库)显得呆板,而表现出不适应新情况的弊端。

传统控制理论经过几十年的发展和实践的检验,已经是一个较完善的理论体系。

但是它需要建立对象的数学模型。

当对象的数学模型具有不确定性时,给设计带来很大困难,或者是无法设计。

即当被控对象的模型具有不确定性、非线性,系统运行的状态和环境在较大范围内变化,系统的动静态指标要求较高,系统要达到的目标不止一个且具有复杂性,这种情况下应该采用智能控制,而传统的控制理论设计方法在这里不能胜任。

但是只用单一的智能控制方法也不会使系统具有完善的功能和期望的性能。

为了使系统具有更完善的功能和更理想的性能,应采用智能控制理论的定性推理控制策略与传统控制理论的定量计算控制策略的结合。

为此,把现代控制理论应用于伺服系统是为了使系统具备更强的鲁棒性和更为优良的动、静态性能.近年来,优良的复合控制在交流伺服系统中的应用展示了其良好的前景.将模糊控制技术和传统的pid控制相结合,能够有效地解决模糊控制存在稳态误差的缺陷.目前较为广泛的是模糊控制与pid控制的串联或者模糊控制与pid控制相并联.但是参数固定的pid控制又一定程度上给系统带来了动态与稳态之间的矛盾,模糊控制的优势没有得到完全体现.本文提出的模糊自校正控制器使pid调节器参数跟随系统误差变化而动态变化,从而具备了模糊控制较强鲁棒性和pid控制削弱稳态误差的功能.模糊pid控制器的构成与工作模糊pid控制器的构成将模糊逻辑控制器与pid控制器结合起来.模糊逻辑控制器动态性能、抗扰性能高,pid控制器稳态精度高,取两者的优点构成模糊(flcr)、pid复合控制的交流伺服系统(如图所示)。

基于模糊PID控制器的多电机同步控制装置的应用

基于模糊PID控制器的多电机同步控制装置的应用

基于模糊PID控制器的多电机同步控制装置的应用该文把模糊控制算法和PID控制算法有机的结合起来,形成了模糊PID控制算法。

该算法具有很强的自适应性,它能够根据外界条件的变化自动修正PID的控制参数。

1设计思想其中:u(k)为第k次控制时控制器的输出;ec(k)为第k次控制时的偏差变化;Kp(k)为第k次控制时控制器的比例系数;Ki(k)为第k次控制时控制器的积分系数;d(k)为第k次控制时控制器的微分系数;u(k-1)为第k-1次控制时控制器的积分累和量,即2 模糊PID控制器如图2—1所示,模糊PID控制共包括参数模糊化、模糊规则推理、参数解模糊、PID控制器等几个重要组成部分。

计算机根据所设定的输入sp和反馈信号,计算实际位置和理论位置的偏差e(k)以及当前的偏差变化ec(k),根据模糊规则进行模糊推理,接着对模糊参数进行解模糊,输出PID控制器的比例、积分、微分系数。

此外,为了弥补一般模糊控制分档造成的阶梯变化,系统中解模糊输出的并非控制器的实际参数,而是控制器参数的修正量。

控制器的实际参数为其中Cp、Ci、Cd分别为比例修正系数、积分修正系数和微分修正系数。

Kp0、Ki0、Kd0称为控制参数初值,它们由用户设定,因此,用户可以对控制参数进行宏观调节,这在一定程度上可以弥补模糊推理在进行简化时忽略参数之间耦合关系所造成的误差。

增强了系统的鲁棒性。

根据PID控制的基本特性,在不同的e(k)和ec(k)时,对Kp、Ki、Kd的要求也不同:(1)当|e(k)|很大时,要尽快消除偏差,提高响应速度,Kp应该取大一些。

为了避免出现超调现象,Ki、Kd最好为零。

(2)当偏差较小时,为继续消除偏差并防止超调过大,产生振荡,Kp应减小,Ki可取较小值。

Kd的值视|ec(k)|而定。

(3)当e(k)与ec(k)同号时,被控量朝着偏离给定值的方向变化;而e(k)与ec(k)异号时被控量朝着接近给定值的方向变化。

基于模糊PID的步进电机控制技术研究的开题报告

基于模糊PID的步进电机控制技术研究的开题报告

基于模糊PID的步进电机控制技术研究的开题报告一、选题背景步进电机作为一种常用的闭环控制元件,广泛应用于机械、电子、仪器、仪表等设备中,是自动化领域中重要的传动组件之一。

其具有结构简单、精度高、响应快、控制容易等优点,因此在各种设备中得到了广泛的应用。

在步进电机的控制中,PID控制器是一种常用的方法,可以使步进电机获得更好的运动控制性能。

然而,传统PID控制器的输出响应受到外界干扰和模型参数误差等因素的影响,难以满足高精度、高速度的运动控制需求。

因此,需要对传统PID控制器进行优化和改进,以提高步进电机的性能。

二、选题意义研究基于模糊PID的步进电机控制技术,可以进一步提高步进电机的自适应控制性能和抗干扰能力,在机械、电子、仪器、仪表等设备中的应用得到进一步扩展。

同时,该研究也有助于推动我国自动化控制技术的发展,提高我国在自动化控制技术的国际竞争力。

三、研究内容和方法1.研究步进电机的结构、原理和运动控制方法。

2.对传统PID控制器进行优化和改进,设计基于模糊PID控制器。

3.通过建立步进电机数学模型,采用Matlab/Simulink仿真软件进行仿真。

4.进行基于模糊PID的步进电机控制实验,测试其自适应控制性能和抗干扰能力。

5.分析实验结果,提出优化方案和改进措施,进一步提高步进电机的控制性能和应用范围。

四、预期成果和进展本研究计划在基于模糊PID的步进电机控制技术方面进行深入的研究,通过理论分析、仿真模拟和实验验证,实现步进电机的自适应控制和抗干扰能力的提高,并提出相应的优化方案和改进措施。

预计在两年内完成实验验证和论文撰写,达到硕士学位要求。

五、研究难点1.建立步进电机的数学模型,包括机电系统的动力学特性和环节传递函数等。

2.对基于模糊PID控制器进行参数调整和控制效果评价。

3.通过实验验证,验证基于模糊PID的步进电机控制技术的效果和优势。

六、参考文献1.杜余辉,杜红根,杨安波,张志兵.基于模糊PID控制的步进电机控制研究[J].控制与自动化,2013(3):76-80.2.邓梓峰,赵志丹.步进电机的PID控制研究[J].电机工程与应用技术,2018(16):63-64.3.郭明达.步进电机的控制[P].中国专利, CN101718178A.2005-06-01.。

基于自整定模糊PID的多电机同步控制策略研究

基于自整定模糊PID的多电机同步控制策略研究

基于自整定模糊PID的多电机同步控制策略研究本文主要针对多电机同步控制,采用先进技术设计了一种能够进行参数自整定模糊PID多电机同步控制策略。

在研究的过程当中,将传统的PID控制原理与模糊控制原理进行了有效的结合,并且积极运用了模糊推理判断思想,主要对自整定模糊PID控制器,在参数变化而形成不同偏差变化率、速递偏差的多电机实时变化中所产生的效果进行了分析研究。

最终通过仿真结果的分析发现,该种策略具有速度快、稳定性好、高同步精度、动态性好等诸多优势。

标签:自整定模糊PID;多电机同步控制;模糊控制0 前言在多电机同步控制当中能够应用到诸多先进的控制理论,其控制内容一般包括主从控制、同一输入控制、等状态耦合控制、交叉耦合控制等多个方面。

其中,交叉耦合控制能够使临近的两台电机进行交叉耦合,有助于简化偏差耦合控制。

另外,若运用可变增益的PID控制方法,将能够尽量解决系统响应当中的快速性和超调量之间的矛盾,具有重要积极意义。

为此,有必要在基于自整定模糊PID的情况下对多电机同步控制策略进行研究。

1 自整定模糊PID控制器设计本文在设计的过程中将传统PID控制与模糊控制进行了有效的结合,形成了自整定模糊PID控制器,基本如图1所示。

该系统结构当中的PID参数主要根据其初始值进行自整定而得出,其中KP、KI和KD分别为根据模糊理论所推理而得出的自调整量,其初始值分别为KP0、KI0和KD0。

若将误差设置为e,将误差变化率设置为è,则通过整个系统当中的PID参数不自调整量与量化因子相乘,结合模糊化体现模糊变量,将能够得出负大、负中、负小、零、正小、正中、正大几种结果[1]。

再结合模糊论域以及隶属度函数、三角函数,将能够得出49条模糊规则。

将通过模糊理论得出的模糊结果,利用反模糊化重心法进行模糊的解释,并且将KP、KI和KD的精确值进行转化后,将能够得到相应的PID控制器实时参数[2]。

2 改进型环形交叉耦合控制结构对改进型环形交叉耦合控制结构进行分析时发现,若多电机系统当中存在的诸多电机之间转速能够形成一定的比例,与此同时,通过其形成的转速比例与同步系数进行相比,将能够得到相应的相邻两个电机之间所产生的同步转速误差。

模糊控制应用于伺服系统PID自整定的研究

模糊控制应用于伺服系统PID自整定的研究

模糊控制应用于伺服系统PID自整定的研究叶海平【摘要】With the development of numerical control technology,the traditional PID setting method has been unable to meet the control requirements of servo system.The fuzzy control theory is applied to the tuning of PID,and the fuzzy PID regulator is constructed.The de-signed fuzzy PID controller is applied to control structure of the servo system in comparison with the conventional self-tuning PID controller by MATALAB.The simulation results show that the fuzzy PID controller provids with good fast response ability and system stability.%随着数控技术的发展,传统的PID控制器已经不能满足伺服系统的控制要求.将模糊控制理论应用到PID的整定中,构建模糊PID整定器;将设计好的模糊PID控制器应用到伺服系统的控制结构图中,与传统的PID控制器在Matalab的Simulink里进行建模仿真比较.仿真结果表明,模糊PID控制器具有更好的快速响应和系统稳定等优点.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】4页(P27-30)【关键词】自整定;模糊控制;伺服控制;PID控制器【作者】叶海平【作者单位】漳州职业技术学院机械与自动化工程系福建漳州363000【正文语种】中文【中图分类】TP273在现代工业过程控制中,PID控制由于结构简单,操作方便,稳定性好,适应性强等优点而受到广泛应用。

基于模糊PID控制的多电机同步控制研究

基于模糊PID控制的多电机同步控制研究

用数据库是十分必要的。

S Q L数据库在数据存储和分析上已经具备相当完备的功能,对数据进行管理最好的方法就是使用数据库,今后数据库在数据存储方面也将起更大作用,其运用也会更广泛。

2 结语基于以上的介绍,现在对三种数据存储方式的适用范围作一个简单的归纳:1)运用V B中控件M S F l e x G r i d的存储方式。

在存储数据数量较少时,其操作方便快捷、显示简单明了,故常运用于一些要求不高的场合,且运用广泛。

2)运用V B操作E x c e l的存储方式。

E x c e l表格能存储和分析产品各项参数,由V B A程序可以实现对不合格量的数据统计,查看产品质量的合格率,从而提高工作效率。

E x c e l表格以其操作简捷方便,涉及内容全面,有着广泛的运用。

3)运用V B操作S Q L数据库的存储方式,这是目前最完备的数据存储手段之一。

S Q L数据库具有良好的查询和更新方法,能实现多重备份和受损修复,也更有安全性,同时它具有海量的存储能力,比较适合参数数量庞大的存储数据,真正实现多而不乱,查而不烦。

◆参考文献[1]宋广群,姚成.V B程序设计[M].中国科学技术大学出版社,2006.[2]李政,梁海英,李昊.V A B应用基础与实例教程[M].国防工业出版社,2005.[3]李丹,赵占坤等.S Q LS e r v e r2000数据库管理与开发实用教程[M].机械工业出版社,2005.[4]王洪香.利用V B6.0存储和显示S O LS e r v e r数据库中的图像数据[J].办公自动化,2006,(9):27-29.[5]A n d m x ST a n e n b a u m.计算机网络(第3版)[M].北京:清华大学出版社,2000.作者简介:吴军(1983-),男,合肥工业大学仪器科学与光电工程学院在读研究生,研究方向为测试计量技术及仪器。

收稿日期:2008-06-18(8314)文章编号:1671-1041(2009)01-0021-03基于模糊P I D控制的多电机同步控制研究万鹏飞,王 莉(中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙410075)摘要:本文介绍了几种常用的同步控制策略并对比其控制性能,选取基于补偿原理的同步方式做为研究对象,采用模糊控制与传统P I D控制相结合的方法设计补偿器。

基于模糊PID控制的直流电机同步控制系统_王庆明

基于模糊PID控制的直流电机同步控制系统_王庆明

基于模糊PID 控制的直流电机同步控制系统*王庆明,孙怡(华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237)摘要:为了更好地解决过程自动化领域多电机同步控制问题,以直流电机同步控制为研究对象,根据直流电机参数建立了控制系统数学模型,分析了采用传统PID 方式控制电机同步系统而存在的问题,将模糊控制与传统PID 控制相结合,设计出了模糊PID 控制器。

数值仿真及实验结果表明,该方案鲁棒性优良,响应快速,动态过程中同步误差小,能够较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求。

所开发的模糊PID 控制软硬件系统在相应的实验平台上获得了较好的控制效果。

关键词:模糊控制;模糊PID 控制;直流电机同步控制中图分类号:TP273;TH39文献标志码:A文章编号:1001-4551(2012)05-0493-04Multi-DC motors'synchronization control system basedon fuzzy PID controlWANG Qing-ming ,SUN Yi(School of Mechanical and Power Engineering ,East China University of Science and Technology ,Shanghai 200237,China )Abstract :In order to solve the multi-DC motors'synchronization control in field of process automation ,with DC-motor synchronization control as the research object ,the mathematical model of the control system was established from the parameters of the DC-Motor ,the synchronization control system based on the traditional PID control method and its corresponding problems were analyzed.Then a fuzzy-PID controller was designed through the combination of fuzzy and PID control.Numerical simulation results show the good robustness ,fast response and negligible error in the system ,which can greatly suffice for the requirement of high precision of the system.And the developed experimental platform for this system is also verified with qualified results .Key words :fuzzy control ;fuzzy-PID control ;DC motors'synchronization control收稿日期:2011-12-26基金项目:国家自然科学基金资助项目(51175176)作者简介:王庆明(1954-),男,江西吉安人,博士,教授,博士生导师,主要从事现代设计制造工程方面的研究.E-mail :wangqm@0引言基于离心力的驱动方法,对于在某些特殊条件下的运动物体具有重要的意义。

模糊PID控制的研究及应用

模糊PID控制的研究及应用

目录第1章概述 (1)1.1引言 (1)1.2PID控制概述 (1)1.3模糊技术概述 (3)1.4模糊技术整定PID参数 (4)第2章传统PID控制 (5)2.1引言 (5)2.2传统PID控制器 (5)2.3传统PID控制系统的组成 (6)2.4PID控制的仿真及分析 (9)第3章模糊自适应PID控制 (12)3.1引言 (12)3.2模糊自适应PID控制 (12)3.3仿真程序及其分析 (21)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1 (31)附录2 (33)附录3 (39)第1章 概述1.1 引言在现代工业控制领域中,很多情况下,都采用PID 控制,PID 控制算法的实现不仅可以用软件实现,而且可以用计算机的逻辑功能实现,所以在工业过程中得到广泛应用。

但在有些方面从在许多不足,在控制过程中容易受到外界干扰而使控制系统不稳定,这就需要对控制参数进行整定,本文就是用模糊技术对PID 参数进行整定,以使系统达到稳定,来达到我们所需要的效果。

1.2 PID 控制概述PID 控制是当今在工业过程控制中使用最基本的一种控制方法,他由于控制简单,容易操作所以的到广泛的应用。

PID 控制发展到今天,已经开发出很多类型的PID 控制器,如具有PID 参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator),其中PID 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。

有利用PID 控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID 控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID 控制的PC 系统等等。

可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID 控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与Control Net 相连,如Rockwell 的PLC-5等。

PID (比例-积分-微分)控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制

双机系统的模糊PID自适应励磁调节控制张腾飞;杨静;周岩【摘要】针对多机并联系统的稳定性控制问题,在构建同步发电机双机并联运行系统暂态仿真模型的基础上,将基于模糊理论的PID自适应控制方法用于双机并联运行系统的励磁调节自适应控制器的设计;该方法以电压的偏差和变化率作为控制器的输入,然后通过模糊处理,对比例、积分、微分系数进行自适应实时调整;在不同运行模式下对双机并联运行系统进行了仿真与动态性能分析,结果表明所设计的模糊PID自适应控制算法较传统的PID励磁控制具有更好的鲁棒性和抗干扰能力.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)009【总页数】4页(P3063-3065,3069)【关键词】双机并联系统;同步发电机;励磁控制;自适应控制;模糊PID控制【作者】张腾飞;杨静;周岩【作者单位】南京邮电大学自动化学院,南京210023;南京邮电大学自动化学院,南京210023;南京邮电大学自动化学院,南京210023【正文语种】中文【中图分类】TM712随着微电网的快速发展,越来越多的分布式小功率发电系统并入电网[13],多机组并联系统的有效控制成为当前重要的研究课题,而励磁控制作为改善电力系统稳定性的一项经济而有效的措施[4],依然是微电网多机组并联系统有效控制的重要研究内容[5]。

近年来,许多先进的控制方法不断引入到励磁控制系统中,在理论研究上也取得了较为丰富的成果,但在实际的系统控制中,PID控制由于其结构简单、参数可调,仍然是当前最主流的控制方式[6]。

然而,由于多机并联的励磁系统是一个典型的非线性时变系统,使用常规参数固定的PID控制无法满足系统在不同偏差及偏差变化率情况下对参数的自整定要求,很难达到满意的控制效果,非常容易受到外界负载扰动等因素的影响,因此,针对特定的多机组并联系统,研究参数能够在线修正的自适应PID控制器的设计具有重要的现实意义。

基于模糊的PID自适应控制可以根据PID的三个参数与偏差及偏差变化之间的模糊关系,利用模糊推理的方法,在线自适应调整PID控制器的参数,具有非常清晰的物理含义。

模糊PID算法的双闭环直流电机调速系统

模糊PID算法的双闭环直流电机调速系统

模糊PID算法的双闭环直流电机调速系统
陈智;王贵锋
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2017(30)7
【摘要】将模糊控制算法引入传统PID控制,对双闭环直流调速系统进行了设计和仿真.将操作人员和专家长期实践积累的经验知识用控制规则模型化,模糊推理在线辩识对象特征参数,实现了无须精确确定对象模型就可实时改变控制策略.构建了模糊控制方式的直流电动机双闭环调速系统的模型,在Matlab软件环境中进行了设计和仿真,从输出波形可以看出系统性具有明显改善.
【总页数】4页(P33-36)
【作者】陈智;王贵锋
【作者单位】兰州理工大学技术工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学技术工程学院,甘肃兰州730050
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TM33
【相关文献】
1.转速转矩双闭环无刷直流电机滑模调速系统 [J], 王英哲;于海生
2.直流电机双闭环数字调速系统设计与实现 [J], 莫慧芳
3.基于模糊PID算法的双闭环直流调速系统的仿真 [J], 任俊峰;李红月
4.基于模糊控制的双闭环直流电机调速系统 [J], 李海侠; 林继灿; 唐海洋
5.基于模糊PID算法的双闭环直流调速系统中的设计 [J], 朱嵘涛;陈希湘
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模糊_神经_PID融合的控制策略的工程应用

模糊_神经_PID融合的控制策略的工程应用

模糊_神经_PID融合的控制策略的工程应用摘要:模糊控制和神经控制是智能控制的前沿领域,文章对模糊控制和神经控制的设计理论和应用进行了研究,针对基于数学模型的传统PID控制方法不能满足具有不确定性、难以精确建模的复杂控制系统设计的要求,采用了多种模糊—神经—PID融合的控制策略,并对工程实际进行了仿真实验,验证了所采用的控制方法的有效性。

本文的主要内容如下:1)总结了自动控制理论、模糊控制、神经控制的发展,研究状况和展望;指出传统PID控制方法存在的缺陷和不足;阐明了设计先进PID控制策略的必要性。

2)研究了模糊控制和自适应单神经元控制的原理和设计方法。

3)针对锅炉燃烧器这类存在大惯性环节,难以建立精确数学模型的控制对象,采用了模糊PID复合控制策略。

这种策略在大偏差范围内采用模糊控制,加快动态响应过程;在小偏差范围内转换为PID控制,消除稳态误差,实现精确控制。

通过MATLAB仿真实验表明,模糊PID复合控制能够满足系统要求,具有良好的快速性和稳态精度,具有很强的鲁棒性和抗干扰力,体现了优异的控制品质。

4)针对过热汽温调节系统这样一个存在非线性耦合、大滞后、多变量、干扰强的复杂被控对象,采用基于单神经元网络的智能PID控制。

该方法利用了神经元具有高度的容错性,鲁棒性,自组织,自学习和实时处理等特点对过热气温调节系统进行控制。

通过MATLAB仿真实验表明,基于单神经元网络的智能PID 控制方法具有算法简单、实时性好的特点,具有较强的自适应、自学习能力和较强的鲁棒性。

5)将模糊PID复合控制策略和基于单神经元网络的智能PID控制方法融合采用了模糊—神经—PID融合的控制策略,通过MATLAB仿真实验表明模糊—神经—PID融合的先进控制策略综合了模糊控制、神经控制和传统PID的优点,比前面两种控制策略具有更好的鲁棒性、快速性和控制精度。

表现出及其优异的控制品质。

关键词:模糊PID;智能PID;工业对象;不确定性前言自动控制理论形成以来,一直在科技的发展中扮演着举足轻重的角色。

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I.J. Intelligent Systems and Applications, 2011, 5, 28-33Published Online August 2011 in MECS (/)Research on Adaptive Fuzzy PID SynchronousControl Strategy of Double-MotorBiao YUDepartment of Control Theory & Control Engineering, Soochow University, Suzhou, ChinaEmail: yu7biaoai@Hui ZHU and Chi XUEDepartment of Control Theory & Control Engineering, Soochow University, Suzhou, ChinaDepartment of Vehicle Engineering, Soochow University, Suzhou, ChinaEmail: t_zhuhui@ Email:manugino_chi@Abstract —The double-motor synchronous control system is widely used in industrial field. Its performance plays an important role in production. Traditional PID controller parameters are difficult to tune when used in control system, as well as the control effect can not satisfy the requirementof producing process when the controller plant is complexnon-linear system. In this paper, adaptive fuzzy PID whichcan tune the parameters on-line is introduced to apply in thedouble-motor synchronous control system. In MATLAB / SMULINK simulation environment, the speed of master motor is perfectly followed by slave motor, and high robustness and precision are obtained. The simulation results show that fuzzy logic PID control strategy has better performances than traditional controller. Index Terms —adaptive fuzzy PID, synchronous control,simulation, double-motorI. I NTRODUCTIONThe large output power is required for the long production line, conveyor line or assembly line in the industrial producing process, but single motor output torque is difficult to achieve. So in certain situations, suchas steel continuous casting machine, cold rolling mill(heat), textiles, dyeing machine, paper machine, two or even more motors are necessarily applied to complete the control tasks synchronously and coordinately[1]. High-performance synchronous control can improve the production’s quality of many industries such as textile, metallurgy, machinery, papermaking, printing, packaging, bottle manufacturing and so on. The synchronous performance double-motor or even multi-motor impact on production efficiency and product quality directly. Therefore, the research on the synchronous control has a very important practical significance.There are several synchronous control strategies in recent years, including parallel control, master slave control, cross coupling control, relative coupling control. These synchronous control strategies can be applied in different occasions flexibly for they have their own advantages [2].The core of synchronous control strategies is thesynchronous control algorithm. The traditional PIDcontroller with simple structure and stable performance iswidely used. But it is difficult to meet the high precision and fast response, moreover the parameters tuning of traditional PID controller is so complex and inconvenient. Therefore fuzzy adaptive algorithm is introduced. Fuzzy control is a reflection of the intelligent control strategy of human wisdom. The best feature of this strategy is it expresses the experience and knowledge of the experts as linguistic control rules and use these control rules to control the system, so that the plant can be controlled independent of the exact mathematical model, and the parameters are tuned on-line automatically. The control strategy is introduced in this paper combines fuzzy control toolbox in MATLAB /SIMULINK organically, achieving the modeling and simulation of parameter self-tuning fuzzy PID controller for double-motor speed synchronous control system. The simulation results show that the fuzzy self-tuning controller have a better synchronous control performance than the traditional PIDcontroller. II. M ASTER -S LAVE C ONTROL M ETHOD The control method called Master-Slave control is applied in the synchronous controller of double-motor. Its main characteristic is that the revolving speed output ofthe master motor will be the reference value of the slave motor. Any input signal or disturbance on the mastermotor can be reflected and followed by the slave motor. On the contrary, the disturbance from the slave motor will never affect the master motor. This control method has great superiority when the dynamic performance of the two motors is much different, and good control effect can be obtained. The simple structure of this controlFigure 1.The simple structure of Master-Slave control methodIII. A DAPTIVE F UZZY PID C ONTROL S YSTEM A. The Structure of Control SystemFuzzy adaptive PID controller applies fuzzy control rules to modify PID parameters on-line using error e and change-in-error ec as inputs, which can meet the request of e and ec in different time for self-tuning PID parameters. The cores of fuzzy PID control system are fuzzy inference system and traditional PID controller. The diagram of PID controller and the diagram of afuzzy control system are shown in Fig. 2. and Fig. 3[3-4].Figure 2.Diagram of PID control systemFigure 3.Diagram of fuzzy adaptive PID controllerTraditional PID controller is a kind of linear controller which constitutes the control error ()e t according to the given value ()r t and the actual output value ()y t , and it controls the plant by the control value ()u t which is thelinear combination of ()e t ’s proportion ,integral and derivative. The controller’s relationship of input and output can be described as (1):()()()()t pidde t u t K e t K e d Kdtττ=++∫(1)Where p K is the proportional gain, i T is the integral gain, d T is the derivative gain.B. Choosing Fuzzy Controller Inputs and OutputsThe fuzzy PID controller adopts two inputs and three outputs. Input variables are e and ec ; output variables are the proportional gain kp , the integral gain ki , the derivative gain kd .The domain of e ,ec ,kp ,kd is {-6, -4,-2, 0, 2,4,6}, and ki is{-0.5,-0.4,-0.3,-0.2,-0.1,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5}. The fuzzy subset of inputs and outputs linguistic variables are expressed as negative big (NB), negative middle (NM), negative small (NS), zero (ZO), positive small (PS), positive middle (PM), positivebig (PB).The structure of fuzzy-PID control system inMATLAB is shown in Fig. 4.Figure 4.Structure of fuzzy PID control systemThe membership functions for inputs and outputs areshown from Fig. 5 to Fig. 9.Figure 5.The membership function for eFigure 6.The membership function for ecFigure 7.The membership function for k p ΔFigure 8.The membership function for k i ΔFigure 9.The membership function for k d ΔC. Design of Fuzzy Control RulesThe fuzzy control rule is the summary of the system control experience that captures the expert’s knowledge about how to control the plant, which directly affects the quality of control system [5-8]. In this paper, fuzzy control rules are designed with these tune principles as follows:(1) When 0e >,0ec <and e is large, in order to maintain a rapid response and make the absolute of error reduce in the maximum speed, kp should be bigger andki , kd should be smaller; with the decrease of e , to prevent the overshoot be too big, kd should be added and kp ,ki should be diminished, evenly, ki should becancelled.(2) When 0e <,0ec >, the system is over steady-state and the error is increasing, in order to decrease the overshoot, kd should be bigger and ki , kp should be smaller.(3) When 0e <,0ec >, the system is tending steady-state, kp should be taken a bigger value in order to promote the response speed and then access to steady-state quickly; kd should be added to decrease theovershoot; ki should be diminished to avoid oscillation caused by integral overshoot.(4) When 0e >,0ec >, the overshoot of the system is negative. When the error is increasing,kd should be taken a bigger value, once the error reach the maximum and the system is tending steady-state, kd should be decreased and kp ,ki should be increased. The fuzzy rule-base is shown from Table 1 to Table 3.TABLE 1THE FUZZY RULE-BASE FOR kp ΔecNBNM NS ZO PS PM PBeNB PB PB PM PM PS ZO ZO NM PB PB PM PS PS ZO ZO NS PM PM PM PM ZO ZO NS ZE PM PM PS ZO NS NS NM PS PS PS ZO NS NS NM NM PM PS ZO NS NM NM NM NB PBZOZONMNMNMNBNBTABLE 2THE FUZZY RULE-BASE FOR ki ΔecNBNM NS ZO PS PM PBeNB NB NB NM NM NS ZO ZO NMNB NB NM NS NS ZO ZO NS NB NM NS NS ZO PS PS ZE NM NM NS ZO PS PM PM PS NM NS ZO PS PS PM PB PM ZO ZO PS PS PM PB PB PBZOZOPSPMPMPBPBTABLE 3THE FUZZY RULE-BASE FOR kd ΔecNBNM NS ZO PS PM PB eNB PS NS NB NB NB NM PS NMPS NS NB NB NB NM PS NS ZO NS NM NM NS NS ZO ZE ZO NS NS NS NS NS ZO PS ZO ZO ZO ZO ZO ZO ZO PM PB NS PS PS PS PS PB PBPBPMPMPMPSPSPBIn this paper, fuzzy control rules are designed with the four tune principles shown above. And these rules in the three tables can be written in the format of IF-THEN as follows:1.If (e is NB) and (ec is NB), then (kp Δis PB) (ki Δis NB) (kd Δis PS);2.If (e is NB) and (ec is NM), then (kp Δis PB)(ki Δis NB) (kd Δis NS);3. If (e is NB) and (ec is NS), then (kp Δis PM) (ki Δis NM) (kd Δis NB) ……49. .If (e is PB) and (ec is PB), then (kp Δis NB) (ki Δis PB) (kd Δis PB)There are total 49 rules can be viewed in the rule editor. And rule editor of fuzzy control in MATLAB is shown in Fig.10.Figure 10.Rule editorIV. S YSTEM S IMULATION M ODELThe double-motor synchronous control system is based on two excited DC motors; and for simplicity, the two motors are supposed with the same parameters as follow: Rated output power: 10e P KW =, Rated voltage:220e U V=,Rated current : 55e I A =,Rated speed:1000/e n rad s =,Moment of inertia: 20.02J J s =⋅.Asimple two-order model of the DC motor is shown asFig.11 as below:Figure 11.Two-order Structure of the DC motorAccording to the electrical equation and mechanical characteristic equation of DC motor, the mathematical model of DC motor can be described as (2) and (3)[9]:()aaa a e di L u r C t dt =−Ω (2) ()Ld t J T T dt Ω=− (3)DC motor model parameters are shown as follow:20.3472e e ea eU I P R I −≈=Ω 0.201/e e a e e U I R C V s rad n −==⋅3.820.0153ea e e U L H pn I ≈= 9.559.55e e e P M N m n ==⋅0.174/e T e M C N m A I ==⋅ 0.044a a aLT S R ==0.198am e TJR T S C C ==Transfer function model is described as (4):221() 4.975()()10.03450.1981e a m a m C s G s U s T T s T s s s Ω===++++ (4)A system model is established to be simulated. The closed-loop transfer function of one of the two motors in the control system is shown as (4). Build the adaptive fuzzy PID synchronous control system shown as Fig. 12 in MATLAB/SIMULINK simulation environment [10-16].Figure 12.System’s SIMULINK simulation modelIn this control system model, the specific structure of Subsystem and PID are respectively shown in Fig. 13, Fig. 14. It is supposed that the master motor and the slave motor have the same structure and transfer function.Figure 13.SubsystemFigure 14. PIDAccording to the given random input signal, the result of the simulation of the double-motor synchronous system controlled relatively by adaptive fuzzy PID and traditional PID control strategy is shown as Fig.11, the program about how to view the figure in MATLAB command window is appended in Appendix A The M-file of view plot in command window. And in order to compare the effects of both of the strategies, same parameters are tuned to control as follow: Kp=2, Ki=0.5, Kd=0.1.Figure 15. Simulation resultFrom the result diagrams, several conclusions can be obtained. The revolving speed of the master motor is better flowed when the controller is adaptive fuzzy PID than the controller is traditional PID, it proves the adaptive fuzzy PID synchronous control strategy is successful and effective. In the detail of the result figure, superiorities of the adaptive fuzzy PID control strategy can be obviously observed, including faster response speed, less overshoot, shorter setting time stronger robustness and better tracking effect.V.C ONCLUSIONSA control strategy combining PID with fuzzy theory is introduced in this paper. It can tune the parameters on-line by itself to adapt the dynamic change of the controlled system. It is applied in the double-motor synchronous working system, which is so widely used in the industry producing. In the MATLAB / SIMULINK simulation environment, two-order DC motor model is established, and two of them compose the double-motor synchronous system[17]. With the result demonstrates that this adaptive fuzzy PID strategy can control the double-motor system more effectively with faster response speed, shorter setting time, stronger robustness and less overshoot, as well as better synchrony. These performances can hardly be achieved by traditional PID controller. And the Adaptive Fuzzy PID controller will have major significance in practical industrial processes as well as theory development.A PPENDIX A T HE M-FILE OF VIEW PLOT IN COMMANDWINDOWMainMotorOut=simout(:,1);FuzzyPID=simout(:,2);TraditionalPID=simout(:,3);t=simout(:,4);plot(t,MainMotorOut,'k',t,FuzzyPID,'g',t,TraditionalPI D,'r') gridxlabel('Time(t)')legend('MainMotorOut','FuzzyPID','TraditionalPID')R EFERENCES[1] YANG Chen-na, ZHANG Yi “Design and Simulation forDouble-Motor Synchronous Control System” in Industrial Control Computer: vol.22(1), pp. 36-37(in Chinese)[2] Servet Soyguder, Mehmet Karakose, Hasan Alli,“Adaptive fuzzy APSO based inverse tracking –controller with an application to DC motors” in Expert System with Application vol.36,pp.3454-3458,2009.[3] Karim H. Youssef, Hasan A. Yousef, “Design andsimulation of self-tuning PID-type adaptive control for an expert HVAC system,” in Expert System with Application, vol.36 pp. 3454-3458, 2009[4] HU Shou-song, Automatic Control Theory,5thEd.,Beijing :Science Publisher, 2001, pp.23-65(in Chinese)[5] WANG Zhuo, Application of Fuzzy Control in BoilerWater Level System University of Science and Technology Beijing, (2005)(in Chinese)[6] YU Biao and ZHU Hui, “Water Level Control EmbeddedFuzzy-PID and Pole-Placement Strategy” Key Engineering Materials Vol.464, pp. 43-47, 2011 [4th International Conference on Engineering Technology and Ceeusro 2011, Zhenjiang, Jiangsu, China][7] KATSUHIKO OGATA, Modern Control Engineering, 4thed., Beijing: Tsinghua University Press, 2005, pp.59-67 (in Chinese).[8] LIU Jin-kun, MATLAB Simulation of Advanced PIDControl, Beijing: Electronic Industry Press, 2003, pp.63-80 (in Chinese).[9] GU Sheng-gu, The basic theory of motor and dragging, 3rded., Beijing: Mechanical Industry Press, 2003, pp. 19-55(in Chinese ).[10] Francisco. J. Perez Pinal. “Comparison of Multi motorSynchronization Techniques.” Vol.10, pp 2-6,2004 [The 30th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Busan, Korea, 2004 ][11] Corley. M. J. Lorenz. R. D. “Rotor position and velocityestimation for a salient-pole permanent magnet Jones. L. A, Lang. J.H. “A State Observer for Permanent Magnet Synchronous Motors.” IEEE Trans Ind. Electron, 1998, vol.36, pp: 374-382[12] H.R.Berenji, Fuzzy logic controllers, in: R.R. Yager,L.A.Zadeh(Eds.), An Introduction to Fuzzy Logic Application in Intelligent System, Kluwer Academic Publisher, Boston, MA, 1992.[13] XUE Ding-yu Computer Aided Control System DesignUsing MATLAB Language(2nd Eds.) Beijing: Tsinghua University Press, 2006, pp.261-283 (in Chinese).[14] Ping-Ho Chen, Jiun-Hong Lai, and Chin-Teng“Application of fuzzy control to a road tunnel ventilation system” in Fuzzy Sets and System, vol: 100, pp: 9-28, 1998. [15] HUANG You-rui, and QU Li-guo The Tuning andRealization of PID Controller Beijing: Science Press January, 2010[16] W. R. Hwang and S. Zein-Sabatto. “Fuzzy ControllerDesign Using Genetic Algorithm ” in Engineering new century, Proceeding , IEEE, April 1997[17] SUN Feng-lei, SUI Jiang-hua and ZHANG Wen-xiao,“TheSimulation of Boiler Water Level Control” in China Water Transport : vol. 9, no. 11, pp. 100-106, November 2009 (in Chinese).Biao YU was born in Tai an, Shandongprovince, China, in 1988. He received the Bachelor degree of Dezhou University in Dezhou, Shandong province in 2009, and he is pursuing his Master degree in Soochow University in Suzhou, Jiangsuprovince.His major is Control Theory and Control Engineering of Mechanical & Electrical School. His research directions include intelligent control and extension theory and strategy and so on.Hui ZHU was born in Kunshan, Jiangsu province, Chinain 1968. She received the Ph.D degree from Mechanical & Electrical School, Soochow University in Suzhou, Jiangsu province.She is currently a professor and Master Supervisor of Mechanical & Electrical School, Soochow University. Her main research direction includes intelligent control, extension theory and strategy, AI, system identification & modeling , extension theory and strategy ect.Mrs. ZHU had the honor to win “The 11th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics, USA, Best Paper”. “The second prize of Suzhou science excellent academic papers in 2007”. She has published more than 10 papers and four of them are index by EI.Chi XUE was born in Suzhou, Jiangsu province, China in 1991. He is currently pursuing his Bachelor degree in Department of Vehicle Engineering, Soochow University, Suzhou, China。

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