《智能控制》作业.
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港口机械与智能控制基础知识单选题100道及答案解析1. 港口起重机中,哪种类型的起重机常用于集装箱装卸?()A. 门座起重机B. 轮胎式起重机C. 岸边集装箱起重机D. 浮式起重机答案:C解析:岸边集装箱起重机是专门用于集装箱装卸的港口起重机。
2. 以下哪种智能控制技术在港口机械中用于优化作业路径?()A. 模糊控制B. 神经网络控制C. 专家系统D. 以上都是答案:D解析:模糊控制、神经网络控制和专家系统都可以用于优化港口机械的作业路径。
3. 港口机械的动力系统通常不包括以下哪种?()A. 内燃机B. 电动机C. 蒸汽机D. 太阳能答案:D解析:目前港口机械的动力系统主要以内燃机和电动机为主,蒸汽机在早期有使用,太阳能在港口机械中应用较少。
4. 港口输送机械中,常用于散货输送的是()A. 带式输送机B. 刮板输送机C. 斗式提升机D. 螺旋输送机答案:A解析:带式输送机广泛应用于散货的输送。
5. 智能控制在港口机械故障诊断中的主要作用是()A. 提前预测故障B. 准确判断故障类型C. 提出维修方案D. 以上都是答案:D解析:智能控制可以实现提前预测故障、准确判断故障类型以及提出维修方案等功能。
6. 港口机械的工作级别主要取决于()A. 起重量B. 利用等级C. 载荷状态D. 以上都是答案:D解析:港口机械的工作级别由起重量、利用等级和载荷状态等共同决定。
7. 以下哪种不是港口机械的钢结构常见的失效形式?()A. 疲劳破坏B. 塑性变形C. 脆性断裂D. 化学腐蚀答案:D解析:化学腐蚀一般不是钢结构常见的失效形式,疲劳破坏、塑性变形和脆性断裂较为常见。
8. 港口机械的制动系统中,哪种制动方式常用于紧急制动?()A. 电力制动B. 机械制动C. 液压制动D. 气压制动答案:B解析:机械制动常用于紧急制动。
9. 在智能港口中,以下哪个系统负责调度港口机械的作业任务?()A. 生产管理系统B. 设备监控系统C. 调度指挥系统D. 安全防护系统答案:C解析:调度指挥系统负责调度港口机械的作业任务。
智能农机多机协同收获作业控制方法与试验满忠贤;何杰;刘善琪;岳孟东;胡炼;黄培奎;汪沛;罗锡文【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2024(40)1【摘要】为提高多台无人化智能收获机和运粮车协同作业效率,该研究以2台不同型号水稻收获机和1台运粮车为研究对象,开展了智能农机多机协同收获作业控制方法研究。
根据协同作业控制决策约束条件,建立协同收获作业中有限个状态过程的改进型连续时间马尔科夫链模型。
以减少非作业时间为优化目标,通过模型预测未来一段时间内每台收获机的卸粮时间,动态更新每台收获机的卸粮顺序和时间。
仿真试验结果表明:该研究控制方法相对于仓满后再召唤运粮车的卸粮方式有效减少了作业时间,协同收获任务的农机平均作业时间减少了13.58%。
田间试验结果表明:智能农机多机协同作业控制方法实现了2台水稻收获机和1台运粮车协同自主作业,在场景1中,相对于仓满召唤卸粮模式,收获机1和收获机2非作业时间分别减少了71.25%和42%,收获效率提高了6.65%和5.22%;在场景2中,相对于仓满召唤卸粮模式,收获机1和收获机2非作业时间分别减少了77.64%和37.09%,收获效率提高了12.07%和5.78%。
该文提出的控制方法可以实现收获-卸粮转运自主作业,减少了收获机的非作业时间,提高了作业效率,可为无人农场智能收获协同作业提供支撑。
【总页数】10页(P17-26)【作者】满忠贤;何杰;刘善琪;岳孟东;胡炼;黄培奎;汪沛;罗锡文【作者单位】华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室;广东省农业人工智能重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S24;TP273【相关文献】1.为农民"抢季节"北京圆满完成玉米收获机等农机鉴定试验2.黑龙江省农机化管理局玉米收获机选型试验表明玉米收获机械质量状况欠佳3.收获机与运粮车纵向相对位置位速耦合协同控制方法与试验4.一种基于无人驾驶智能收获机的卸粮协同控制策略设计5.中联重科人工智能收获机用户:心系农机,智向未来因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
初中信息科技作业设计大赛获奖作品
《智能扫地机器人》
一、概述
智能扫地机器人是一种新型的智能机器,它能够根据地面上的情况自
动进行清扫、避障、跟踪等功能,可以使用户无需手动拖地、不必费力让
室内环境变的清洁和整洁。
它的主要优势在于节省时间,节能环保,可以
自动拖地,无需人手参与,在室内小角落处也能起到良好的清洁作用,操
作简单、方便,安全可靠,能够起到清洁室内、减少家庭护理时间的效果。
二、结构设计
1、机械结构设计
智能扫地机器人由驱动模块、操作模块、检测模块、控制模块、输出
模块、电源模块等部分组成。
其中,驱动模块通过马达/减速机把电能转换成机械能,使机械设备
运转;操作模块,通过调节驱动模块,把控制信号输入驱动模块,从而实
现扫地机器人的前进、停止和退回动作;检测模块的作用是检测机器人处
于清扫状态的地面是否干净,如果有灰尘则重新清洁;控制模块控制机器
人前进的方向,通过对路径的选取及参数设置来实现机器人自动清扫;输
出模块是实现清扫机器人吸尘的重要组件,它安装了压缩机和吸尘罩,可
以有效地收集灰尘;电源模块对整个系统进行供电管理。
智能控制原理课程设计教案一、课程目标知识目标:1. 理解智能控制原理的基本概念,掌握智能控制系统的主要组成部分;2. 学会分析智能控制系统的基本工作原理,了解不同类型的智能控制算法;3. 掌握智能控制技术在现实生活中的应用,了解其在我国科技发展中的重要性。
技能目标:1. 能够运用智能控制原理解决实际问题,进行简单的智能控制系统设计;2. 培养学生的团队协作能力,通过小组讨论、实践操作等方式,提高问题解决能力;3. 培养学生运用信息技术手段获取、处理和分析智能控制相关资料的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对智能控制技术的兴趣,激发学生探索未知、创新实践的欲望;2. 增强学生的国家认同感,认识到我国在智能控制领域取得的成就,树立民族自豪感;3. 培养学生具备良好的科学素养,遵循科学道德,尊重知识产权,形成正确的价值观。
课程性质:本课程为理论与实验相结合的课程,注重培养学生的实践操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的物理、数学和信息技术基础,对智能控制领域有一定的了解,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,通过案例分析和实验操作,使学生更好地掌握智能控制原理及其应用。
在教学过程中,关注学生的个体差异,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 智能控制原理概述:介绍智能控制的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势,对应教材第一章内容;- 智能控制基本概念及其与传统控制的区别;- 智能控制的发展历程及主要成就;- 智能控制的应用领域及前景展望。
2. 智能控制系统组成与分类:分析智能控制系统的结构、功能及分类,对应教材第二章内容;- 智能控制系统的基本结构及其功能;- 常见智能控制系统的分类及特点;- 智能控制系统的性能评价指标。
3. 智能控制算法及其应用:学习常用智能控制算法原理及其在实际工程中的应用,对应教材第三章内容;- 模糊控制、神经网络控制、自适应控制等算法的原理及优缺点;- 智能控制算法在工业、交通、医疗等领域的应用案例;- 智能控制算法的编程实现及调试方法。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 工业过程控制自动化中智能控制的应用 作者:姚远洋 来源:《科学与财富》2018年第01期
摘 要:当前我国工业发展已经取得了很大的成果,并且在工业领域也在不断产生新的技术。目前在世界上,经济全球化的趋势已经越来越明显,为了能够提高销售量、抢占市场份额,各企业都在不断提高自身的生产效率、扩大自身的生产规模,这样才能让企业在竞争中保留足够的竞争力。目前我国也正处于产业转型时期,很多技术都在更新换代,尤其生产模式也是一项急需改变的内容,所以只有提高生产效率、提高工业生产的自动化水平,才能在国际竞争中占据优势。在这个过程中,需要我们智能控制的作用特别重要。本文首先探讨了工业过程控制和智能控制技术之间的关系,之后说明了智能控制的实际应用形式。
关键词:智能控制;工业生产;工业自动化;工业过程控制 目前我国工业化水平提高速度很快,在这种形势之下,企业规模也在逐渐扩大,这也就大大提高了产量。在这种情况下,旧有的生产模式已经无法迎合于当前的生产需求了。当前来看,为了能在市场竞争中占据更大的份额,各企业都在扩大生产总量。然而这就给具体的生产管理工作带来了很大的压力。旧有的生产模式其由于自身自动化水平较差,所以已经给产量的提高造成了瓶颈。为了能够保证生产可以完成生产任务,本文首先探讨了当前阶段我国生产制造模式,并且提出了一些可行策略来提高工业生产中智能控制的水平,希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
一、智能控制技术简介 目前随着科学技术的进步,信息技术已经得到了相当大程度发展,其迅速推广应用,和其他产业完成了融合,同时借助于计算机技术的发展,智能技术也在不断完善。随着技术的不断发展,多个学科的技术经过交叉也会不断产生新的技术,例如网络通讯、智能控制、自动化控制等等,这些都给智能控制系统的发展提供了很大的推动力,创造了技术条件。单是本身智能控制系统的结构是比较复杂的,其结构具有较强的多层次特点,由于其工作环境比较怕复杂,所以其处理的信息也包括很多不确定性。但是这种复合型信息结构能够让整个智能控制系统可以分析当前的信息内容,进而实现学习功能,为以后的工作创造便利。
新年快乐北交《智能交通系统》在线作业一、单选题(共15道试题,共30分。
1. 美国的国家ITS体系结构的研究是由美国联邦运输部的()向运输部提出。
A. 科研机构B. 学校机构C. 咨询机构D. 社会团体正确答案:2. 计算机网络是一个()的计算机群。
A. 互相连接起来的、共同治理的B. 互不相连的、共同治理的C. 互相连接起来的、独立自治的D. 互不相连的、独立自治的正确答案:3. ()于1991年开始交通信息服务系统的建设,此系统是当今世界上相当成功的一个交通信息和通信服务系统。
A. 美国B. 德国C. 法国D. 日本正确答案:4. 国家智能交通系统工程技术研究中心和ISO/TC204中国秘书处承担的课题是()。
A. 中国智能交通研究B. 交通体系标准研究C. 中国标准体系研究D. 中国智能交通系统标准体系的研究正确答案:5. 传感器是由()组成。
A. 敏感元件、传感元件、信号调节与转换电路和辅助电路B. 敏感元件、传感元件C. 信号调节与转换电路和辅助电路D. 敏感元件、传感元件、信号调节与转换电路、辅助电路、电量正确答案:6. 我国第一条高速公路()。
A. 京广高速公路B. 兰石高速公路C. 京沪高速公路D. 京津塘高速公路正确答案:7. 智能公共交通系统所涉及的基础数据有()。
A. 车辆信息B. 客流信息C. 路况信息D. 以上都对正确答案:8. ()是基于电子、通信、计算机以及网络等现代技术,根据出行的起止点,向驾驶人动态提供最优路径引导指令和丰富实时的交通信息。
A. ITSB. UTFGSC. ATPD. GIS正确答案:9. 对于(),交通路口的电视图像是最直接的交通信息,同时也是最大的交通信息源。
A. 交通管理人员B. 驾驶人员C. 交警D. 交通协管员正确答案:10. 所谓()就是指通过标准的制定和认证,把放任自由的、复杂的、无秩序的规格和事项,通过有关者的一致同意,使之少数化、简单化、有序化。
智能控制技术学习计划一、引言随着信息技术的飞速发展,智能控制技术在工业自动化、智能家居、智能交通等领域扮演着越来越重要的角色。
掌握智能控制技术,将有助于提高生产效率、降低成本、提升产品质量,同时也为人们的日常生活带来更多便利和舒适。
因此,学习智能控制技术是非常有必要和重要的。
二、学习目标1. 理解智能控制技术的基本原理和基础知识;2. 掌握常见的智能控制技术的工作原理、应用场景和算法;3. 学会使用相关工具和软件进行智能控制技术的仿真和实践应用;4. 能够独立解决实际工程中的智能控制问题,提出合理的解决方案;5. 培养对智能控制技术的兴趣和创新意识,不断学习和探索前沿的新技术。
三、学习内容1. 智能控制技术的基本原理和概念介绍;2. 控制理论基础知识,如传感器、执行器、控制器等;3. 常见的智能控制算法,如模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等;4. 智能控制技术在工业自动化、智能家居、智能交通等领域的应用案例分析;5. 智能控制技术的仿真和实践应用工具介绍,如Matlab/Simulink、LabVIEW等;6. 前沿的智能控制技术研究进展,如深度学习控制、强化学习控制等。
四、学习方法和步骤1. 通过系统学习相关教材和视频课程,掌握智能控制技术的基本理论和知识;2. 阅读学术期刊和论文,了解智能控制技术的最新研究进展和应用场景;3. 参加相关的线上和线下培训课程,深入了解智能控制技术的工程实践经验;4. 结合自己的专业背景和实际需求,选择一个具体的项目进行实践和应用,例如智能家居控制系统的设计与实现;5. 参加相关学术会议和研讨会,与领域内的专家学者和同行交流,拓展视野,深化理解。
五、学习时间安排1. 针对智能控制技术的基础知识学习,安排1-2个月的时间进行系统学习和理解;2. 针对智能控制技术的应用场景和案例分析,安排2-3个月的时间进行实际案例的研究和模拟仿真;3. 针对智能控制技术的工程实践和项目设计,安排3-4个月的时间进行具体项目的实践和调试;4. 在整个学习过程中,每周保持至少5小时的学习时间,结合工作和生活,保持持续学习纪律。
《人工智能的应用》的作业题目及答案。
一、填空题(每题2分)1. 人工智能在医疗领域的应用之一是通过分析医学影像来辅助医生进行__________。
答案:诊断2. 自动驾驶汽车利用了多种传感器和__________技术来实现无人驾驶。
答案:机器学习3. 在金融服务中,AI可以用于检测和预防__________行为。
答案:欺诈4. 智能助手如Siri和Alexa是基于__________技术构建的。
答案:自然语言处理5. 在零售业中,AI被用来个性化推荐产品,这通常涉及到__________学习。
答案:协同过滤6. 人工智能在教育领域的应用包括自适应学习系统,这些系统能够根据学生的学习进度和风格调整教学内容,这种能力称为__________。
答案:个性化教学7. 在制造业中,机器人和AI系统合作完成复杂任务的过程被称为__________制造。
答案:智能制造8. 人工智能在农业中的应用包括使用无人机进行作物监测和__________喷洒。
答案:精准二、选择题(每题2分)1. 以下哪项不是人工智能在医疗领域的应用?A. 疾病诊断B. 药物研发C. 法律咨询D. 患者监护答案:C. 法律咨询解析:法律咨询不属于医疗领域,而是法律服务的范畴。
2. 自动驾驶汽车主要依赖于哪种类型的传感器?A. 温度传感器B. 光学传感器C. 压力传感器D. 湿度传感器答案:B. 光学传感器解析:自动驾驶汽车大量使用光学传感器(如摄像头和激光雷达)来感知周围环境。
3. 下列哪个是人工智能在金融领域的应用?A. 股市预测B. 农作物病虫害识别C. 交通流量控制D. 天气预测答案:A. 股市预测解析:股市预测是金融领域的典型应用,而其他选项分别属于农业和交通领域。
4. 自然语言处理(NLP)主要用于解决什么问题?A. 图像识别B. 语音到文本转换C. 硬件加速计算D. 网络安全答案:B. 语音到文本转换解析:自然语言处理专注于理解和生成人类语言,其中包括语音识别和语音合成等任务。
智能家居技术应用实践作业指导书第一章智能家居系统概述 (2)1.1 智能家居的定义与发展 (2)1.2 智能家居系统的组成与分类 (3)第二章智能家居硬件设施 (3)2.1 智能家居主要硬件设备 (3)2.2 硬件设备的选择与连接 (4)2.3 硬件设备的安装与调试 (4)第三章智能家居通信技术 (5)3.1 通信协议概述 (5)3.2 常用通信技术介绍 (5)3.2.1 ZigBee通信技术 (5)3.2.2 WiFi通信技术 (5)3.2.3 蓝牙通信技术 (5)3.2.4 NFC通信技术 (6)3.3 通信技术在智能家居中的应用 (6)3.3.1 ZigBee技术在智能家居中的应用 (6)3.3.2 WiFi技术在智能家居中的应用 (6)3.3.3 蓝牙技术在智能家居中的应用 (6)3.3.4 NFC技术在智能家居中的应用 (6)第四章智能家居软件平台 (6)4.1 软件平台的设计原则 (6)4.2 智能家居APP开发与使用 (7)4.2.1 开发流程 (7)4.2.2 使用方法 (7)4.3 软件平台的优化与维护 (7)4.3.1 优化策略 (8)4.3.2 维护措施 (8)第五章智能家居安全与隐私保护 (8)5.1 智能家居安全隐患分析 (8)5.2 安全防护措施与技术 (8)5.3 隐私保护策略与实践 (9)第六章智能家居环境监测与控制 (9)6.1 环境监测技术概述 (9)6.2 环境控制策略与实践 (10)6.3 环境监测与控制系统的集成 (10)第七章智能家居家庭娱乐 (11)7.1 家庭娱乐系统概述 (11)7.2 家庭影院与智能音响 (11)7.2.1 家庭影院 (11)7.2.2 智能音响 (12)7.3 家庭娱乐系统的整合与优化 (12)第八章智能家居健康管理 (12)8.1 健康管理功能介绍 (12)8.2 健康数据采集与处理 (13)8.3 健康管理系统的应用实践 (13)第九章智能家居节能与环保 (14)9.1 节能与环保技术概述 (14)9.1.1 节能技术简介 (14)9.1.2 环保技术简介 (14)9.2 智能家居节能措施与实践 (14)9.2.1 节能措施 (14)9.2.2 节能实践 (15)9.3 节能与环保系统的集成 (15)9.3.1 集成原则 (15)9.3.2 集成策略 (15)第十章智能家居技术应用案例 (15)10.1 智能家居应用案例分析 (15)10.1.1 智能照明 (15)10.1.2 智能安防 (16)10.1.3 智能环境调节 (16)10.1.4 智能家电控制 (16)10.2 案例实施与效果评估 (16)10.2.1 案例实施 (16)10.2.2 效果评估 (16)10.3 案例总结与展望 (17)第一章智能家居系统概述1.1 智能家居的定义与发展智能家居,作为一种新兴的科技领域,是指利用先进的计算机技术、通信技术、物联网技术、人工智能技术等,对家庭居住环境进行智能化改造,实现家庭设备自动化控制、信息交互和远程监控等功能,从而提高居住舒适度、安全性和节能性。
《智能控制》作业试题 1: 针对某工业过程被控对象:0.520()(101)(21)s G s e s s -=++,试分别设计常规PID 算法控制器、模糊控制器、模糊自适应PID 控制器,计算模糊控制的决策表,并进行如下仿真研究及分析:1. 比较当被控对象参数变化、结构变化时,四者的性能;2. 研究改善Fuzzy 控制器动、静态性能的方法。
解:常规PID 、模糊控制、Fuzzy 自适应PID 控制、混合型FuzzyPID 控制器设计 I. 常规PID 调节器PID 控制器也就是比例、积分、微分控制器,是一种最基本的控制方式。
它是根据给定值()r t 与实际输出值()y t 构成控制偏差()e t ,从而针对控制偏差进行比例、积分、微分调节的一种方法,其连续形式为:1()()[()()]tp dide t u t K e t e t dt T T dt=++⎰(1.1) 式中,p K 为比例系数,i T 为积分时间常数,d T 为微分时间常数。
PID 控制器三个校正环节中p K ,i T 和d T 这三个参数直接影响控制效果的好坏,所以要取得较好的控制效果,就必须合理地选择控制器的参数。
Ziegler 和Nichols 提出的临界比例度法是一种非常著名的工程整定方法。
通过实验由经验公式得到控制器的近似最优整定参数,用来确定被控对象的动态特性的两个参数:临界增益u K 和临界振荡周期u T 。
用临界比例度法整定PID 参数如下:表1.1 临界比例度法参数整定公式控制器类型P K i T d TP0.5u K∞51015202530354000.20.40.60.811.21.41.61.8Time(s)y (t )05101520253035400.511.5Time(s)y (t )PI 0.455u K 0.833u T 0PID0.6u K0.5u T0.125u T通过多次整定,当 1.168p K =时系统出现等幅振荡,从而临界增益1.168u K =,再从等幅振荡曲线中近似的测量出临界振荡周期 5.384u T =,最后再根据表1.1中的PID 参数整定公式求出:0.701,2.692,0.673p i d K T T ===,从而求得:比例系数0.701p K =,积分系数/0.260i p i K K T ==,微分系数0.472d p d K K T ==。
基此,可搭建如图1.1所示的PID 控制系统Simulink 仿真模型,仿真得到系统阶跃响应曲线如图1.2(a )所示。
图1.1 PID 控制系统Simulink 仿真模型图1.2(a )(b) 临界比例度法整定的系统阶跃响应曲线II. 模糊控制器由于模糊控制采用了模糊似人推理机制,所以其控制机理较传统的PID 控制更加接近于人工智能。
一般地,一个完整的模糊控制系统结构如图1.3所示。
下面基于MATLAB 模糊逻辑工具箱设计模糊控制器。
图1.3 模糊控制器的基本结构1)论域及隶属度函数的建立若取E 、EC 、U 的论域均为{}6,5,4,3,2,1,0,1,2,3,4,5,6------,其模糊子集都为{NB ,NM ,NS ,ZO ,PS ,PM ,PB}。
在MATLAB 中键入命令FUZZY ,进入模糊逻辑编辑窗口FIS Editor 。
建立E 、EC 、U 的隶属度函数,有三角形、高斯形、梯形等11种可供选择,在此选常用的三角形(trimf )隶属度函数。
图1.4为E 、EC 、U 的隶属度函数。
图1.4 E 、EC 、U 的隶属度函数2)模糊控制规则及决策方法控制规则是对专家理论知识与实践经验的总结,共有49条模糊控制规则,如表1.2所示。
在Rules Editor 窗口中输入这49条控制规则,例如:if E is NB and EC is NS then U is NB 。
表1.2 模糊控制规则表UENBNM NS ZO PS PM PB EC NBNBNBNBNBNMNS ZONM NB NB NM NM NS ZO ZO NS NB NM NM NS ZO ZOZO ZO NM NS NS ZO PS PS PM PS ZO ZO ZO PS PM PM PB PM ZO ZO PS PM PM PB PB PBZOPSPMPBPBPB PB模糊决策一般采用Mamdani(min-max)决策法。
解模糊有重心法、等分法、最大隶属度平均法等5种可供选择,在此采用重心法(centroid )。
根据以上规则和方法,设计出模糊控制器的输出与输入的关系曲面图,即得出模糊规则是一种非线性控制。
基此,可搭建如图1.5所示的模糊控制系统Simulink 仿真模型,通过模糊控制器模块,可以和包含模糊控制器的fis 文件联系起来,还可以随时改变输入输出论域,隶属度函数以及模糊规则,方便仿真和调试。
经过多次整定,选取误差E 、误差变化率EC 的量化因子及控制量U 的比例因子分别为:0.5,0.1,0.6e ec u k k k ===,仿真得到系统阶跃响应曲线如图1.6所示。
图1.5 模糊控制系统Simulink 仿真模型51015202530354000.20.40.60.811.21.4T ime(s)y (t )图1.6 模糊控制系统阶跃响应曲线从图1.6可看出,单纯的模糊控制器相当于非线性的PD控制,无积分作用,其调节不能做到无静差。
在仿真过程中发现,量化因子、比例因子的大小对模糊控制器控制性能的影响很大,也许还存在一组最优量化因子和比例因子,能使系统获得更好的响应特性。
III. Fuzzy自适应PID控制器由于常规PID控制在稳定阶段有良好的响应性能,于是采用Fuzzy+PID控制方法,构成FuzzyPID控制系统。
其结构框图如图1.7所示。
图1.7 Fuzzy控制+PID控制在Matlab/Simulink环境下,转换由开关模块“switch”实现,“switch”模块中的Threshold整定值(即误差整定值)设置为0.01。
对系统进行仿真,可得响应曲线波形如图1.8所示。
图1.8 Fuzzy控制+PID控制波形从图1.8中可以看出系统稳定时间很短仅约为3,存在的静差约为0.06,输出最大约为0.94,无超调量。
Ⅳ. 采用Fuzzy +PID复合控制器由以上两个仿真可知,采用Fuzzy控制可以极大地改善系统超调和稳定时间,但是其稳态性能有所下降,稳态精度明显不如常规PID控制。
利用Fuzzy控制+精确积分控制方法,由于常规Fuzzy控制缺少积分环节而存在稳态误差,故可以通过Fuzzy控制+精确积分的方法改善系统的稳态性能,即混合型FuzzyPID控制器,这样可以使系统成为无差模糊控制系统。
其结构框图如图1.9所示。
图1.9Fuzzy控制+精确积分控制k ,其余参数不变。
对系统进行仿真,可得响应曲线波取精确积分系数0.029i形如图1.10所示。
图1.10 Fuzzy-PID波形从图1.10中可以看出系统稳定时间比较短约为5,存在的静差仅有0.02,输出最大约为0.98,超调量约为3.06%。
保持所设计的控制器参数不变,当被控对象的参数或模型结构变化(例如T=0.15)时,PID和Fuzzy控制器的性能分析31) 当被控对象的参数发生变化A.当系统k值由原来的15变化为30时,其余参数不变,各种控制方式的系统阶跃响应如图1.11所示。
T由原来的7.5变化为15时,其余参数不变,各种控制方式的系统阶B.当1跃响应如图1.12所示。
T由原来的0.75变化为1.5时,其余参数不变,各种控制方式的系统C.当2阶跃响应如图1.13所示。
(1)模糊控制决策表的计算当利用MATLAB模糊逻辑工具箱设计好模糊控制器后,还应该计算相应的模糊控制决策表,即关系矩阵。
这里利用MATLAB工具箱中的readfis和evalfis 函数,计算上述模糊控制器的决策表,编写的M文件如下:a = readfis('fuzzy1.fis');for i = -6 : 6for j = -6 : 6u(i+7,j+7) = evalfis([i,j],a);endend运行该程序,可得到模糊控制决策表为如下一13*13矩阵:u =Columns 1 through 8-5.3723 -5.2527 -5.3723 -5.2527 -5.3723 -4.2674 -3.9992 -1.9992-5.2527 -5.2527 -5.2527 -4.2674 -4.2674 -3.2733 -3.0000 -1.9991-5.3723 -5.2527 -5.3723 -4.2674 -3.9992 -3.0000 -2.0008 -1.0007-5.2527 -4.2674 -4.2674 -4.2674 -3.9984 -3.0000 -2.0016 -1.0007-5.3723 -4.2674 -3.9992 -3.9984 -3.9992 -3.0000 -2.0008 -1.0007-5.2527 -4.2674 -3.9984 -3.0000 -3.0000 -1.9991 -1.0007 0.0000-5.3723 -4.2674 -3.9992 -3.0000 -2.0008 -1.0007 -0.0000 1.0007-4.2674 -3.2733 -3.0000 -1.9991 -1.0007 0.0000 1.0007 1.9991-3.9992 -3.0000 -2.0008 -1.0007 -0.0000 1.0007 2.0008 3.0000-3.0000 -1.9991 -1.0007 -1.0007 0.0000 1.0007 2.0016 3.0000-2.0008 -1.0007 -0.0000 0.0000 -0.0000 1.0007 2.0008 3.0000-1.0007 -1.0007 0.0000 0.0000 0.0000 1.9991 3.0000 3.2733-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 1.9992 3.9992 4.2674Columns 9 through 13-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.00000.0000 0.0000 0.0000 1.0007 1.0007-0.0000 0.0000 -0.0000 1.0007 2.00080.0000 1.0007 1.0007 1.9991 3.0000-0.0000 1.0007 2.0008 3.0000 3.99921.0007 1.9991 3.0000 3.2733 4.26742.00083.0000 3.99924.26745.37233.0000 3.0000 3.99844.26745.25273.9992 3.9984 3.99924.26745.37233.99844.2674 4.2674 4.26745.25273.99924.26745.3723 5.2527 5.37234.2674 4.26745.2527 5.2527 5.25275.3723 5.2527 5.3723 5.2527 5.3723510152025303540-15-10-551015Time(s)y (t )T 1=15,T 2=1.5T 1=15T 1=15,T 2=1.5,T 3=351015202530354000.20.40.60.811.21.41.61.8Time(s)y (t )T 1=15,T 2=1.5T 1=20,T 2=1.5T 1=20,T 2=3在MATLAB 命令窗口(Command Window )里输入 gensurf(a),可以得到模糊控制决策表的三维曲面图,如图1.14所示。