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1、基于LabVIEW的PID參數(shù)自整定控制器設(shè)計(jì)劉擷捷，等基于LabVIEW的PID參數(shù)白整定控制器設(shè)計(jì)DesignofSelf—tuningPIDControllerBasedonLabVIEW糾頗擅餳留篼平(中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510275)摘要：PID參數(shù)自整定是現(xiàn)代自動(dòng)化儀表具有的一個(gè)重要功能。利用虛擬儀器卓越的分析功能和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集處理及運(yùn)算功能，配合其工程開發(fā)平臺(tái)LabVIEW，設(shè)計(jì)了基于繼電反饋PID參數(shù)自整定控制器。通過仿真及實(shí)時(shí)控制實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了該算法可利用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性及其抗干擾能力的有效性，控制效
2、果令人滿意，對(duì)自動(dòng)化研究者具有較大的科學(xué)方法理論驗(yàn)證及工程實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：虛擬儀器過程控制PID自整定仿真技術(shù)實(shí)時(shí)控制中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AAbstract：Self-tuningofPIDparametersisanimportantfunctioninmodemautomationinstrumentation．Byadoptingexcellentanalyticcapabili—tyandpowerfuldataacquisitionandprocessingfunctionsofvirtualinstrument，a
3、ndcombiningwithprojectdevelopmentplatformLabVIEW，theself-tuningPIDcontrollerbasedonrelayfeedbackhasbeendesigned．Throughsimulationandexperimentofreal—timecontrol，thefeasibilityandanti-interferencecapabilityofthealgorithmusingvirtualinstrumenttechnologyareproved．Thedesignoffe
4、rssatisfactorycontroleffects：andisworthtobeconsultedforresearchersofautomationareaonverifyingsciencetheoryandapplyinginengineeringprojects．Keywords：VirtualinstrumentProcesscontrolSelf-tuningofPIDSimulationtechnologyReal—timecontrol文所研究的內(nèi)容不僅對(duì)控制學(xué)科有較好的理論仿真設(shè)0引言計(jì)價(jià)值，而且對(duì)實(shí)際工業(yè)過程控制自動(dòng)
5、化儀表中嵌入工業(yè)過程控制中，95％以上的控制回路具有PID結(jié)虛擬儀器PID參數(shù)自整定也具有重要意義。構(gòu)。目前PLC控制器等自動(dòng)化儀表中的繼電反饋1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)PID參數(shù)自整定算法是由Astrom和Hagglund提出的，且基于此算法的控制器已被廣泛應(yīng)用于商品化溫度控本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框架如圖1所示。系統(tǒng)首先制器中，如ModiconTSXCompact984-258型PLC和西門是建立被控過程的數(shù)學(xué)模型，可以建立通用模型模塊，子公司生產(chǎn)的PLCs7．200自整定控制器等“。也可選擇典型模型；在模型建立后，程序?qū)⒆詣?dòng)對(duì)其進(jìn)迄今為止，繼電反饋P
6、ID參數(shù)自整定算法及其改行時(shí)域及頻域性能分析；之后是PID控制器離線仿真進(jìn)形式的研究主要基于Matlab平臺(tái)，但Matlab很難對(duì)及在線實(shí)時(shí)控制設(shè)計(jì)，觀察系統(tǒng)的控制效果。各部分實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。然而虛擬儀器擁有強(qiáng)大的數(shù)功能由LabVIEW的TAB控件聯(lián)系在一起。據(jù)采集、處理功能，能夠方便地與實(shí)際被控對(duì)象相連被控過程數(shù)學(xué)模型建立接，并具有良好的人機(jī)界面。這些優(yōu)勢(shì)使其成為控制被控過程模型分析領(lǐng)域研究人員和工程師較多使用的輔助工具。PlD控制器設(shè)計(jì)與仿真現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外基于虛擬儀器對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)PID參數(shù)自整定控制器離線仿真計(jì)的例子還比較少，尤
7、其是基于LabVIEW的PID參數(shù)自整定技術(shù)還是空白。本文嘗試以LabVIEW作為開PID參數(shù)自整定控制器實(shí)時(shí)控制發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)一類通用過程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用繼圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)電反饋PID參數(shù)自整定控制器對(duì)被控過程進(jìn)行控制，F(xiàn)ig．1Overallstructureofthesystem并對(duì)設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行仿真分析和實(shí)時(shí)控制。因此，本2被控過程模型建立與分析國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：60704045)。用戶可以通過多項(xiàng)式的形式或者零極點(diǎn)增益形式修改稿收到日期：2009一O1—19。建立通用被控過程模型。工業(yè)過程中，五種典型的工第一作者劉擷
8、捷，男，1986年生，現(xiàn)為中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在讀碩士研究生；主要從事PID控制、自動(dòng)化儀器儀表等方面的研究。業(yè)過程模型如表1所示。38PROCESSAUTO
