商用PID控制器研究

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1、摘要PID控制器是最早發(fā)展起來的控制策略Z-,因為它所涉及的設(shè)計算法和控制結(jié)構(gòu)都是十分簡單的，并且十分適用于工程應(yīng)用背景，此外PID控制方案并不要求精確的受控對象的數(shù)學(xué)模型，且采用PID控制的效果一般是比較令人滿意的，所以在工業(yè)實際應(yīng)用屮，PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種控制策略,也是歷史最久、生命最強的基本控制方式。在今天的控制過程中，95%以上的控制回路采用的是PID控制。PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。在實際的應(yīng)用中，許多被控過程機理復(fù)雜，具有高度非線性、時變不確定性和純滯后等特點。在噪聲、負(fù)載擾動等因素的影響下，過程參數(shù)甚至模型結(jié)構(gòu)均會隨時間

2、和工作環(huán)境的變化而變化。這就要求在PID控制中，不僅PID參數(shù)的整定不依賴于對彖數(shù)學(xué)模型，并冃PID參數(shù)能夠在線調(diào)整，以滿足實時控制的要求。所以智能控制應(yīng)運而生，其思想是解決PID參數(shù)在線調(diào)整問題的有效途徑。本文著手分析了常規(guī)與智能PID控制器參數(shù)自整定方法，并進行了MATLAB仿真，比較分析其特性。關(guān)鍵詞：PID控制參數(shù)自整定智能控制MATLAB仿真ABSTRACTPIDcontrollerisoneoftheearliestdevelopedcontrolstrategies.Thealgorithmandthestructureitinvolvesarever

3、ysimple,anditissoapplicabletotheengineering.Inaddition,PIDcontroldosenotrequiretheprecisemathematicalmodeloftheprocess,andtheeffectoftheuseofthePIDcontrollerisgenerallysatisfactory.SoPIDcontrolisoneofthemostwidelyusedcontrolstrategyinindustry,anditistheoldestandstrongestbasiccontrolmod

4、e.Inprocesscontroltoday,morethan95%ofthecontrolloopsareofPIDtype.ThePIDcontrollercanthusbesaidtobethe"breadandthebutter'5ofcontrolengineering.ThePIDcontrollerparameter-tuningisthecoreofthecontrolsystemdesign.Inactualusage,manymechanismstocontrolprocessarecomplexandhighlynonlinear,proce

5、ssuncertaintyandpureasthelag.Intheinfluenceofthenoiseandloaddisturbances,theprocessparametersorthemodelstructurewillchangewithtimeandworkingconditions.Thisrequiresthat,atthePIDcontrol,notonlythePIDparametersdon'tdependonmodels,butalsoPIDparameterscanbeadjustedinlinetomeetthereal-timeco

6、ntrol.Sointelligentcontrolonthescene,theideologicalaeffectivewaytosolvetheproblemofonlinePIDparametertuning.ThisarticleanalysestheconventionalandintelligentmethodsofPIDparameter-tuning,usesMATLABtosimulate.Moreovercomparativeanalysisisdone.Keywords:PIDcontrolParameter-tuningIntelligen

7、tcontrolMatlabsimulation目錄第一章緒論11」研究背景11.2本文目的21.3本人主要工作2第二章PID控制算法及其發(fā)展32.1引言32.2常規(guī)PID控制32.2.1常規(guī)PID算法32.2.2比例，積分，微分三部分的作用42.2.3常規(guī)PID調(diào)節(jié)器在應(yīng)用屮的局限性62.3智能PID控制62.3.1弓I言62.3.2模糊PID控制72.3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制92.3.4基于遺傳算法的PID控制132.4小結(jié)14第三章PID控制器參數(shù)自整定方法173.1引言173.2PID控制器參數(shù)自整定原則173.3常規(guī)參數(shù)自整定方法183.2.1Z-N階