【碩士論文】智能PID溫度控制技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

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1、南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文智能PID溫度控制技術(shù)研究及應(yīng)用姓名：張鋒申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：趙英凱20051201摘要PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好及可靠性高，被廣泛應(yīng)用于過程控制和運(yùn)動(dòng)控制中，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性系統(tǒng)。在現(xiàn)代控制工程中，PID算法也在不斷地改進(jìn)與提高，它加強(qiáng)了與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算功能和邏輯判斷，使PID控制更加靈活多樣，更加滿足生產(chǎn)過程中提出的多種多樣的性能要求。同時(shí)，現(xiàn)代控制理論應(yīng)用于過程控制后，相繼出現(xiàn)了一批智能控制理論與較復(fù)雜的控制算法，為PID的應(yīng)用開辟了更廣闊的前景。本

2、文首先在緒論中對(duì)PID控制器做了介紹，接著介紹了PID自整定的特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)，并說明了課題提出的背景和作者的主要工作。在第二章中，詳細(xì)研究了常用PID算法，并在此基礎(chǔ)上對(duì)積分項(xiàng)和微分項(xiàng)進(jìn)行了改進(jìn)及MATLAB仿真，以及純滯后系統(tǒng)的大林控制算法及MATLAB仿真和純滯后系統(tǒng)的Smith控制算法及MATLAB仿真在第三章中，主要介紹了模糊集合的三個(gè)重要概念，模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了模糊控制與PID結(jié)合(Fuzzy-PID)的控制器。包括：模糊自整定PID參數(shù)控制器、Fuzzy-PID雙模分段控制器和改進(jìn)的自調(diào)整加權(quán)因子模糊控制器。在第四章中，主要研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論與MA

3、TLAB仿真。重點(diǎn)介紹了單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制、改進(jìn)的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制；基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自整定的PID控制MATLAB仿真和基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自整定的PID控制MATLAB仿真在第五章中，以實(shí)驗(yàn)室已有的SmartPro系統(tǒng)、MACS系統(tǒng)和AE2000A型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證常用PID算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-PID算法。關(guān)鍵詞：PID自整定模糊控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制VIABSTRACTKEYWORDS:PIDcontrollingisoneoftheearliestdevelopedcontrollingstrategies.Foritssimplicity,robustand

4、highreliability,it'sbeenwidelyappliedtoprocesscontrollingandmovementcontrolling,especiallyinsystemswhicharebasedonprecisemathematicalmodels.Inmoderncontrollingprojects,PIDalgorithmhasdevelopedcontinuouslybymakinguseofcomputertechnology.Usingthefunctionalitiesofcomputers,suchascomputationandlogic,

5、thePIDcontrollingaregettingmoreflexible,andthusmeetsthevariousperformancerequirementsinproductionprocessmoreclosely.Meantime,acollectionofintelligentcontrollingtheoriesandcomplicatedcontrollingalgorithmshavebeenintroducedaftertheapplicationofmoderncontrollingtheorytoprocesscontrolling,whichlaysas

6、olidfoundationoftheapplicationofPID.Inthisthesis,wefirstpresentanintroductionofthePIDcontroller,andthenwegiveanoverviewofthefeaturesofPIDself-adaptationanditstrends.Finally,wepresentthebackgroundofthisthesisworkandthemaincontributionoftheauthor.Inchapter2,weanalyzedthemostly-usedPIDalgorithmsinde

7、tail,basedonthis,weimprovedtheintegralitemanddifferentialitem,thensimulateditwithMATLAB.WealsopresenttheDahlincontrolalgorithmofthepure-delaysystemanditsMATLABsimulation,aswellastheSmithcontrolalgorithmofthepure-delays