PID控制器参数整定及其应用研究

安徽理工大学硕士学位论文PID控制器参数整定及其应用研究姓名：黄宜庆申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：黄友锐20090601PID控制器参数整定及其应用研究作者：黄宜庆学位授予单位：安徽理工大学相似文献(10条)1.期刊论文张燕红.ZHANGYan-hongPID控制器参数自整定方法综述-常州工学院学报2008,21(4)由于PID控制器具有简单而固定的形式和良好的鲁棒性,因而在工业生产中得到了广泛的应用.但由于控制系统的复杂性和非线性等因素,使PID控制器的参数受到了影响,因此如何整定PID控制器的参数成为当前乃至今后的研究热点.文章概述了PID的理论,讨论了一些常用PID整定方法,并对新技术进行了探索.2.学位论文边丽华PID控制器参数自整定方法的研究与实现2009PID控制器因为结构简单、容易实现，并且具有较强的鲁棒性，因而被广泛应用于各种工业过程控制中。尽管已经出现多种先进控制方法，PID控制仍然在各种工业控制技术中占着主导地位。PID控制器参数整定优劣与否，是以其能否在实用中得到好的闭环控制效果为前提条件的。迄今为止，各种先进PID控制器参数整定方法层出不穷，但在实际应用中，这些先进的整定方法并没有像预期的那样产生完美的控制效果。这主要是因为PID控制器结构上的简单性决定了它在控制品质上的局限性，并且这种简单性使得PID控制器对大时滞、不稳对象等被控对象的控制性能不是很好：同时PID控制器无法同时满足对设定值跟踪和抑制外扰的不同性能要求。本文首先阐述了PID控制器的算法特点、参数对控制性能的影响，并对PID控制器的基本自整定算法进行了分析；重点研究了基于继电反馈的PID参数自整定算法的基本原理，根据瑞典学者K.J.Astrom提出的在继电反馈下观测被控过程的极限环振荡以及Z-N公式，详细地推导了相应的PID控制器参数整定公式。并以DUT6000温度控制模块为硬件平台，利用DUT6000采集温度，上位机通过串行通信读取DUT6000中转换后的温度值，进行控制处理，直接控制DUT6000的开关量输出，通过调节控制输出的占空比，利用PWM的方法控制加热功率，从而实现控温。使用变速积分法对控制器进行改进，并应用到实际控制中，给出了不同参数时的控制效果。同时，给出了控制电路、控制策略及程序流程图。该算法无需了解被控对象的模型，很容易在工业控制系统中实现，控制效果较好。同时，针对SISO模型系统，文章提出了基于智能方法的PID参数整定方法，对基于模糊算法和神经网络在线修改参数做了较详细的叙述，并给出了仿真实验结果，具有一定的实用价值。最后在总结与展望部分，对全文的研究和开发工作所存在的问题进行了总结并对未来可能的改进工作进行了展望。3.期刊论文王福新.宋爽.袁维义.WANGFUXIN.SONGSHUANG.YUANWEIYI基于参数自整定Fuzzy-PID控制器的气体温控系统-微计算机信息2007,23(22)本文设计建立了快响应气体温度控制系统,通过对系统控制策略的理论和实验研究,实现了快响应气体温度控制系统的高精度快响应控制.首先,结合运用传热学、热力学和气动伺服控制技术相关理论,建立了快响应气体温度控制系统的数学模型;其次,对快响应气体温度控制系统进行了相应控制策略的研究.本文设计出参数自整定FUZZY-PID控制器,同PID控制相比,本文所提出的控制策略能明显改善系统的动静态性能.4.期刊论文尤丽华.吴鸿雁.王灯照旋转压实仪参数自整定数字PID控制器的设计-计算机工程与设计2009,30(23)为了使旋转压实仪对高等级公路路面材料一沥青混合料的性能试验达到标准要求,采用理论分析与试验相结合的方法研究了旋转压实仪对沥青混合料试样压实过程中压实力的变化特征,获得了参数自整定压实力数字PID控制器的设计方法和设计参数.在压实过程的初始阶段每转对控制器参数进行自整定,确定了0.25秒的最佳采样频率.根据研究结果设计的数字控制器经过多次实际试验验证,结果表明其达到了标准要求的控制精度.5.期刊论文李英顺.薛定宇.LIYingshun.XUEDingyu汽车防抱制动参数自整定模糊PID控制器-机床与液压2006(5)针对简化的汽车纵向双轮模型,将参数自整定模糊PID控制器应用于ABS系统,并且可以在线调整参数,使系统具有较好的稳定性、自适应性和控制精度,进一步缩短了制动距离和制动时间.比常规的PID控制器或模糊控制器,可以达到更好的控制效果.滑移率校正器根据系统运动状态自动调节系统的期望滑移率,提高了控制系统的稳定性.在Matlab/Simulink环境下对系统进行了仿真分析.6.学位论文张伟基于模糊参数自整定PID控制的交流伺服系统研究2009交流伺服技术是研制开发各种先进的机电一体化设备，如工业机器人、数控机床、加工中心等的关键性技术，但是要提高交流伺服系统的控制性能关键在于伺服控制器对电机动态和静态响应的控制，要获得良好的电机动、静态性能关键在于伺服控制器的控制算法。为此，本文开展了主要针对电机控制算法中的PID控制器参数整定算法研究。研究工作是基于黑龙江省科技攻关项目为支撑。本论文在查阅大量文献资料的基础上，掌握了系统构成和基本控制原理，并分析了国内交流伺服存在的问题，设计了基于TI公司电机数字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制单元；基于三菱公司智能化功率器件IPM设计了控制器的功率单元；以及电源单元和相关电路的保护单元。基于电机矢量控制原理，构建了永磁同步电机的矢量控制模型，在原有研究的基本PID控制基础上，根据模糊控制的基本原理，研究了应用于电机控制的模糊参数自整定PID控制器设计原理，构建模糊参数自整定PID控制器的数学模型，并进行该系统的仿真研究和实际应用程序设计。本文的重点是阐述模糊参数自整定PID控制器的设计原理和方法，利用基于模糊参数自整定PID控制器的交流伺服系统仿真模型，应用Matlab/Simulink仿真软件平台验证模型和算法的正确性，并与常规PID控制性能进行对比分析。在实际硬件平台验证了本文提出算法的可行性和正确性。通过仿真和实际结果对比得出结论，模糊参数自整定PID控制器可以提高交流伺服系统的动态和静态性能。7.期刊论文刘孙贤.张敏.钟义长.林子基于MATLAB的PID控制器参数自整定的分析-湘潭师范学院学报（自然科学版）2005,27(4)介绍了标准PID控制算法及其改进,在SIMULINK环境下,提出了基于继电反馈控制的PID控制器参数自整定,以及利用单纯形法求取PID参数自寻最优方法.结合MATLAB语言编程,很方便地实现了PID控制器的设计、分析与仿真.8.学位论文黄蔷火力发电厂DCS系统设计与PID控制器参数自整定的研究2001本文结合兰州西固热电厂的热控改造工程，在分析了分散控制系统特点的基础上，针对小型电站锅炉的特点，在充分考虑系统安全性与可靠性的基础上，对火电厂计算机监控系统进行了设计开发，同时，针对PID控制器参数人工整定的烦琐与不及时，对控制器参数的自整定算法进行了研究，并对今后分散控制系统的发展趋势进行了展望。9.期刊论文朱晓宏.邵冬明.游道华参数自整定PID模糊控制器的设计及Simulink仿真-汽车科技2003(1)在传统PID控制器基础上,参数自整定PID模糊控制器应用模糊集合理论建立参数与偏差绝对值和偏差变化绝对值间的二元连续函数关系,并根据不同的偏差及其变化在线自整定PID参数.介绍了具有自整定参数功能的一类PID控制器的设计方法及在轿车行驶仿真中的应用.10.学位论文褚丽丽大时滞系统参数自整定控制的研究2008工业生产过程中，时滞对象普遍存在，同时也是较难控制的，尤其是大时滞对象的控制一直都是一个难题。而很多温度控制系统都是属于大时滞系统，常见的智能温度控制器虽然在温度控制的实际应用中表现了比较理想的控制效果，但它仍然属于将参数整定与系统控制分开处理的离线整定方法，如果工况发生变化就必须重新调整参数。针对这一问题，为了实现时滞系统参数自整定的控制，本文将神经网路控制、模糊控制和PID控制结合起来，设计了基于神经网路的模糊自适应PID控制器。首先，本论文分析了时滞系统的特点，讨论了几种时滞系统较为成熟的常规控制算法：微分先行控制算法、史密斯预估控制算法、大林控制算法，并深入研究了它们的控制性能；并且通过仿真对这三种控制方法在温控系统中的控制性能进行了比较。其次，在分析PID参数自整定传统方法的基础上，设计了一种改进方法，并设计了相应的控制器。该控制器综合了模糊控制、神经网络控制和PID控制各自的长处，既具备了模糊控制简单有效的控制作用以及较强的逻辑推理功能，也具备了神经网络的自适应、自学习的能力，同时也具备了传统PID控制的广泛适应性。该方法不需要离线整定参数，实现了在线自整定参数。仿真实验表明了该控制器对模型和环境都具有较好的适应能力和较强的鲁棒性。最后将基于神经网路的模糊自适应PID控制器应用于贝加莱PID温控装置，能够出色地实现参数的在线自整定。理论分析、系统仿真、实验结果都证实了这种控制策略能有效地减少系统超调量，并减少了调节时间，提高了系统的实时性和控制精度。本文链接：下载时间：2010年5月15日