广东工业大学贺致远获国家专利权
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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119689838B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411871988.9,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法及系统是由贺致远;何浚辉;周贤中设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法及系统。方法包括:搭建虚拟仿真平台,在所述仿真平台上构建运动模型,将PI涂布设备系统外部环境数据输入运动模型,输出PI涂布设备均胶辊目标转速;测量PI涂布设备上均胶辊的实际转速;将目标转速与实际转速做差,得到转速偏差,利用所述转速偏差对时间求导得到偏差变化率;将转速偏差和偏差变化率输入模糊PID控制器,利用结合了自适应粒子群优化算法的模糊PID算法进行计算,得到PID控制参数,将PID控制参数输入PID控制器进行调节,使均胶辊的实际转速达到目标转速。本发明能有效提高PID控制算法控制精度,提高了PID控制算法的稳定性。
本发明授权一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于优化模糊PID的涂布设备伺服运动控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 搭建虚拟仿真平台,在所述仿真平台上构建运动模型,将PI涂布设备系统外部环境数据输入运动模型,输出PI涂布设备均胶辊的目标转速;测量PI涂布设备上的均胶辊的实际转速; 将目标转速与实际转速做差,得到转速偏差,利用所述转速偏差对时间求导得到偏差变化率; 将转速偏差和偏差变化率输入模糊PID控制器,利用结合了自适应粒子群优化算法的模糊PID算法进行计算,得到PID控制参数,将PID控制参数输入PID控制器进行调节,使均胶辊的实际转速达到目标转速; 其中,将转速偏差和偏差变化率输入模糊PID控制器,利用控制器调整量和当前PID控制参数,结合粒子群优化算法,计算得到PID控制参数,公式如下所示: 1 其中,为当前输出的PID控制参数,为前一次迭代输出的PID控制参数,t为迭代次数,为控制器调整量,为自适应量化因子,自适应量化因子的表达式如下所示: 2 其中,t为迭代次数,代表当前迭代与前一次迭代之间转速偏差的变化量,代表当前迭代与前一次迭代之间偏差变化率的变化量,X为自适应量化因子的最小值,Y和Z都为自适应量化因子函数的放缩因子,利用粒子群优化算法对放缩因子进行优化,进行优化的具体步骤为: 初始化参数Y和Z,将其初始化为群体规模为N的一群微粒,位置为,速度为,并且为每一个粒子分配初始位置、速度、惯性权重和学习因子; 计算当前惯性权重,公式如下所示: 其中,t为迭代次数,T为最大迭代次数,和分别为预设的惯性权重的最大值和最小值; 利用粒子的当前速度、位置、第i个粒子的个人最佳位置、群体全局最佳位置与惯性权重,计算更新后的每个粒子的速度,公式如下所示: 其中,表示第i个粒子更新前的速度,rand为随机数,则表示第i个粒子的个人最佳位置,表示群体全局最佳位置,和为当前学习因子; 利用更新后的粒子速度和当前粒子位置,计算粒子的新位置,公式如下所示: 将粒子的当前位置输入适应度函数,结合系统的稳定时间、增益裕度,计算每个粒子的适应度值,公式如下所示: 其中,为位置的稳定时间,为位置的增益裕度; 将粒子的适应度值与其历史最佳适应度值进行比较,更新粒子的个人最佳位置,并将所有粒子的个人最佳位置与全局最佳位置进行比较,得到更新后的全局最佳位置; 根据粒子与全局最佳位置和第i个粒子的个人最佳位置的距离,动态调整学习因子和,公式如下所示: 其中,和分别是和的预设的基本值是第i个粒子与第i个粒子的个人最佳位置之间的距离,是第i个粒子与之间的距离,t为迭代次数; 利用更新后的学习因子代入公式3调整粒子速度; 重复以上步骤,直到达到最大迭代次数或全局最佳适应度值满足预定阈值,输出优化后的放缩因子Y和Z; 将放缩因子Y和Z代入公式2,得到自适应量化因子; 将自适应量化因子代入公式1,得到PID控制参数。
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