【摘 要】
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空气球控制系统由贝加莱工业自动化公司提供,具有非线性、多扰动的特点。本文重点研究空气球控制系统的建模和PID控制算法,以满足系统对快速及精确定位的要求。由系统的复杂
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空气球控制系统由贝加莱工业自动化公司提供,具有非线性、多扰动的特点。本文重点研究空气球控制系统的建模和PID控制算法,以满足系统对快速及精确定位的要求。由系统的复杂性,将系统分成二个模块进行建模。机理建模法和复杂部分的最小二乘法系统辨识方法,建立空气球数学模型。运用Matlab中Simulink对模型进行仿真,仿真结果与实验结果进行比较表明了建模结果的准确性。同时根据不同的输入数据进行辨识,辨识结果表明系统具有非线性和复杂性。设计空气球控制系统方案,研究了MATLAB软件中非线性控制设计(Nonlinear Control Design, NCD)模块优化PID参数和模糊PID控制算法,设计常规PID控制器和模糊PID控制器。仿真结果表明,PID算法实现较为简单,但调节时间较长,抗扰性一般,当设定高度发生变化时系统进入新的稳态过程中参数自整定耗时长；模糊控制算法虽占用系统资源大,但系统超调量和调节时间性能较好,能够达到很好的控制效果。将PID控制和模糊PID控制用于实际空气球的控制,实验结果表明,模糊PID控制方法超调量小,控制精度高,控制效果明显好于常规PID控制。跟踪性、抗扰性和鲁棒性均很理想。
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