摘要：为了解决加热炉出口温度控制要求严格以及设计验证困难的问题,建立了加热炉温控系统模型,比较了单回路和串级pid算法的特点,利用串级pid算法提高了加热炉温控的准确性和稳定性,适合时变扰动、较大惯性、自动平衡和高阶系统的特点。将加热炉温控系统MBD工程化,基于STM32F103R6Tx微控制器,采用多软件联合开发的方法,利用STM32CubeMX软件初始化微控制器,Simulink软件构建系统并自动生成C工程,Keil软件补充功能代码,Proteus软件现象仿真,实现了嵌入式软件自动化设计,提高了设计的优越性和效率性。

摘要：针对自动模式下凿岩台车大臂摆动和俯仰因耦合运动难以控制的问题,提出一种大臂耦合运动串级pid复合控制算法。根据大臂机械结构简图分析大臂俯仰和摆动两关节产生耦合运动的原因;分析位置式pid、增量式pid分别适用于串级pid的位置环和速度环,设计出耦合运动串级pid复合控制算法,并解释具体推算过程;通过在样机试验平台上进行搭载测试,验证了该控制算法的有效性和控制系统的稳定性。研究结果表明:该控制算法能有效解决大臂耦合运动问题,串级pid内、外环配合使控制系统稳定性好;在阶跃信号下目标角度的超调量小(0.5%),在斜坡信号下油缸运动速度动态跟随效果好,其角度误差波动率最大为15.87%。

摘要：设计了一款基于RISC-V内核微控制器的微型四旋翼无人机,采用CH32V303单片机作为无人机控制系统的核心控制芯片。遥控器通过2.4G无线模块NRF24L01与无人机主控制器进行通信;主控制器利用MPU6050采集无人机的实时加速度和角速度信息,并通过MPU自带的DMP解算出姿态角度,结合串级pid算法控制PWM输出,实现对无人机四个电机的转速控制,最终完成了无人机的稳定飞行。

摘要：针对传统四旋翼飞行器为固定桨距变转速的控制方式,在实际教学中存在非线性、响应慢等问题,给学生完成控制实验带来困难。为达到更好的教学效果,设计与开发一个可变桨距四旋翼飞行器的姿态控制设备,实现了定转速变桨距的控制方式,并完成了基于串级pid的控制律设计与代码实现。设备搭载280级四旋翼,使用基于STM32单片机自行开发的飞行控制器,允许学生编程及嵌入自己的控制律。设备在自动控制专业本科生选修课中进行了应用,获得了理想的教学效果。

摘要：针对非线性、强耦合、多变量和欠驱动的旋转倒立摆不稳定系统,提出基于STM32的串级pid控制系统,在其中加入了一阶低通滤波用来降低位置控制环中的振荡。通过在Matlab的Simulink中搭建模型对其可行性进行验证,并结合共轭梯度法搜索最优pid控制参数。试验结果表明加入一阶低通滤波的串级pid控制器较未加一阶低通滤波其响应时间快约15%,超调量降低约10%,稳态误差降低约30%,位置控制过程中振荡也得到明显改善。通过在搭建的倒立摆实物平台上进行试验进一步证实所提出的控制系统能够实现对倒立摆实时、快速和平稳的控制。

摘要：针对城市污水处理过程,设计了基于西门子S7-300 PLC和WinCC组态软件的曝气池溶解氧量的控制系统,阐述了串级pid在城市污水处理领域的应用。实践表明,该系统能够满足自动控制要求,并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。

摘要：为解决四旋翼无人机飞行姿态控制上存在的调整时间长、鲁棒性差等问题,在串级pid控制器的基础上,应用改进的自耦pid控制算法设计了一种串级自耦pid姿态控制器。首先建立四旋翼无人机动力学模型,并制定控制规则,然后通过设计速度因子统一整定控制器参数,最后在simulink中搭建模型并进行仿真实验,检验控制器的稳定性与有效性。仿真结果表明:与传统控制器相比,串级自耦pid控制器具有更快的响应速度和鲁棒性,且可以明显降低系统的超调量,能够满足四旋翼无人机姿态控制需求。

摘要：本文针对四旋翼无人机系统的欠驱动、非线性、强耦合等特点,提出一种基于角速度环与角度环的串级抗扰pid控制系统设计,可以在传统的串级pid架构之下,利用抗扰pid的特点,简化系统控制策略,提高四旋翼飞行器的响应速度,降低四旋翼飞行器的超调量,以优化四旋翼飞行器控制系统。通过传统串级pid与串级抗扰pid的对照实验,证明串级抗扰pid在四旋翼飞行器下拥有更好的稳定性、抗干扰能力及鲁棒性。

摘要：座舱盖加温加载试验台是验证飞机飞行时的气动加温和气动加载是否会引发座舱盖疲劳破坏的最有效途径之一,但在设计与搭建试验台的过程中,不可避免地会遇到座舱盖表面温度场滞后和超调等问题。在交流换热给座舱盖加温的背景下,对加温系统进行建模,分别给出串级pid调节器和加温控制系统的设计方案,并对控制效果进行分析。结果表明:本文设计的加温控制系统有效地解决了加温过程中温度场滞后及超调的问题,且灵敏度较高。

摘要：本文设计了一种基于串级pid算法和复合滤波的板球控制系统,通过多级错频获取速度差和位置差,并复合滑窗滤波和低通滤波算法,给出了以小球速度差为内环,位置偏差为外环的双闭环平衡控制策略,在simulink平台搭建了仿真模型并进行研究,同时利用J-Scope调试软件进行实际效果波形检测,结果表明本文设计应用的串级pid算法相对于经典单闭环位置式pid算法稳定性更强,系统稳态误差越小,添加复合滤波后,系统抖动明显减弱,位置控制更加精确,增强了板球控制系统实时控制动态响应效果。