空氣球系統(tǒng)建模與PID控制.pdf

1、空氣球控制系統(tǒng)由貝加萊工業(yè)自動化公司提供，具有非線性、多擾動的特點。本文重點研究空氣球控制系統(tǒng)的建模和PID控制算法，以滿足系統(tǒng)對快速及精確定位的要求。
　　 由系統(tǒng)的復(fù)雜性，將系統(tǒng)分成二個模塊進(jìn)行建模。機(jī)理建模法和復(fù)雜部分的最小二乘法系統(tǒng)辨識方法，建立空氣球數(shù)學(xué)模型。運用Matlab中Simulink對模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行比較表明了建模結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時根據(jù)不同的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識，辨識結(jié)果表明系統(tǒng)具有非線性和復(fù)

2、雜性。
　　 設(shè)計空氣球控制系統(tǒng)方案，研究了MATLAB軟件中非線性控制設(shè)計(Nonlinear Control Design，NCD)模塊優(yōu)化PID參數(shù)和模糊PID控制算法，設(shè)計常規(guī)PID控制器和模糊PID控制器。仿真結(jié)果表明，PID算法實現(xiàn)較為簡單，但調(diào)節(jié)時間較長，抗擾性一般，當(dāng)設(shè)定高度發(fā)生變化時系統(tǒng)進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)過程中參數(shù)自整定耗時長；模糊控制算法雖占用系統(tǒng)資源大，但系統(tǒng)超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間性能較好，能夠達(dá)到很好的控制效果。