时滞控制系统 PID 参数的整定

针对工业过程中的二阶时滞系统，依据衰减频率特性法，得出了ＰＩＤ参数的整定公式，为实现自整定ＰＩＤ控制器打下了理论基础和成功依据．     

PID参数继电自整定方法及磁环参数的选择和修正

讨论了PID调节器参数的继电自整定方法。利用继电反馈所产生的极限环周期振荡来估计被控对象的参数，从而整定PID参数．通过分析对象在继电特性作用下输入输出波形，推导出对象参数公式，同时得出磁滞环高度h的选择及修正公式。     

IMC-PID控制器参数扩展整定方法的改进

对用于时滞对象的IMC-PID控制器参数扩展整定方法进行了改进,修正了扩展整定公式,评价了扩展整定方法中的不足。     

载人航天器微量污染净化装置温度控制研究

催化氧化器是载人航天器中的微量污染净化装置的一个重要组成部分。提出了一种新型自整定模糊 控制器控制催化氧化器工作温度,它采用在线Bang唱bang方法获得系统特性,利用所提出的整定公式计算出模糊 控制器的输入输出因子,将这些比例因子与标准查寻表结合,实现了自整定模糊控制器的设计。     

自抗扰控制器参数整定方法的研究

提出了自抗扰控制器算法参数整定的计算机软件仿真分析和基于参数变换的公式推导两种方法.根据自抗扰控制方程,针对算法中多个参数需要整定的问题,结合工程中控制对象实例,采用Matlab仿真软件逐一确定各参数,寻找同类对象之间的控制参数关系,利用公式得到其他对象的控制器参数.使用Matlab仿真分析法可直观地获取参数,公式推导法则简化了同类对象的参数整定,速度快.仿真实验结果表明,这两种参数整定方法可用于常见的工业控制对象的自抗扰控制器中.     

多变量系统分散PID控制器设计

为进一步改进分散PID控制系统的性能,提出一种基于极限点求解的整定方法。首先,在对角优势系统Nyquist稳定性判据的基础上,推导了多变量系统对角元素的Gersh-gorin圆族的包络线方程,并获得其与负实轴交点的解析表达式,从而求解各回路的极限增益和极限频率的近似值,再利用修正的Z-N(MZN)整定公式或Tyreus-Luyben(T-L)整定公式,设计多变量系统的PID控制器。设计实例的仿真表明,所设计的控制系统具有较小的超调量和较强的抑制回路间扰动的能力,并具有良好的性能鲁棒性。     

自整定调节器专家系统

应用不同ＰＩＤ参数对各种控制对象进行在碍实验，观察分析其结果，总结出用波形法进行ＰＩＤ参数自整定的专家系统。系统具有预整定、自整定和自动起动功能，使过程在起动、设定值改变以及过程扰动情况下，根据性能指标要求在线整定ＰＩＤ参数，控制性能保持在较优状态。     

井下短路电流快速检测的研究

提出了采用变值整定实现短路电流快速检测的新方法，设计了变值整定短路电流快速检测电路，并进行了短路动态试验，用数字贮存示波器 各主要电量的动态过程。结果表明变值整定短路电流快速检测电路的短路电流采样时间短，优于恒值整定类的检测电路。     

模型预测控制器权重参数整定非线性规划法

模型预测控制(MPC)权重参数的整定是其取得良好控制性能的关键。针对基于双层结构多目标优化的MPC权重参数整定方法存在求解过程较慢、耗时较长的问题，提出了一种非线性规划整定方法。该方法将MPC权重参数整定中每个时间采样点的MPC子优化问题等价为外层MPC权重参数整定优化问题的最优KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件，将MPC权重参数整定的双层多目标优化问题转化为单层非线性规划问题。仿真案例表明，基于单层非线性规划整定方法的MPC控制性能优于或近似于基于双层多目标优化整定方法的MPC控制性能；而且基于单层非线性规划的整定方法能够快速获得MPC权重参数，时间成本由基于多目标优化整定方法所需的1.0～1.5 h缩短到10～90 s。     

继电保护整定计算软件的研究

以安徽电网为研究对象,研制开发了具有可视化和自动化特性的继电保护整定计算软件,该软件大大提高了整定计算的效率和可靠性.文章介绍了软件的设计思想、结构和功能,并详细阐述其特点和优点.其中,在分支系数计算模块中,采用补偿法来修改阻抗矩阵,大大提高了计算速度;在整定计算模块,把传统的整定公式和C++语言相结合,减少了工作量.     

基于Fuzzy-PID控制在重介质洗选煤控制系统中的应用

重介质洗选煤工艺各控制参数如密度、液位、压力,都具有非线性和时变性,并很难建立精确的数学模型。常规PID控制在工业生产中应用广泛,但PID参数需要人工多次整定得到,耗时长、能耗高、效率低;整定过程中影响产品的质量。为了提高洗选煤的整体效益,本文设计了一种基于Fuzzy-PID控制的高精度控制器,它根据PID参数的优化规律,利用模糊控制规则对PID参数进行自动整定。自2011年在云南某洗选煤厂投运结果表明,本控制系统相比原PID控制,简化了控制过程,提高了生产效率,提高了控制精度,提高了产品质量。     

带修正因子模糊PID控制的PMSM交流伺服系统

为了克服永磁同步电机(PM SM)伺服系统的非线性和不确定性因素的影响,提高伺服系统的控制精度和性能特性,提出了带修正因子的模糊比例、积分和微分(PID)控制。它是集PID控制和模糊控制的优点于一体的控制系统,根据转速偏差来决定速度控制器采用模糊控制算法还是PID控制算法,并且根据控制系统的转速偏差和速度误差率,利用修正因子对模糊控制器的参数进行在线修改。仿真结果表明:带修正因子的模糊-PID控制优化了系统的动静态特性,满足系统的高性能要求,验证了该控制策略的优越性和可靠性。     

PID Controller Stabilization for First-order Integral Processes with Time Delay

Due to the widespread application of the PID controller in industrial control systems, it is desirable to know the complete set of all the stabilizing PID controllers for a given plant before the controller design and tuning. In this paper, the stabilization problems of the classical proportionalintegral-derivative （PID） controller and the singleparameter PID controller （containing only one adjustable parameter） for integral processes with time delay are investigated, respectively. The complete set of stabilizing parameters of the classical PID controller is determined using a version of the Hermite-Biehler Theorem applicable to quasipolynomials. Since the stabilization problem of the singie-parameter PID controller cannot be treated by the Hermite-Biehler Theorem, a simple method called duallocus diagram is employed to derive the stabilizing range of the single-parameter PID controller. These results provide insight into the tuning of the PID controllers.     

基于改进鸡群算法的PID参数整定

PID参数整定一直是控制工程研究的热点,利用传统的方法整定参数得到的系统性能往往较差,为解决PID参数整定问题,提高系统性能,提出一种基于改进鸡群算法(CSO)的PID参数整定方法。改进鸡群算法的目的是提高鸡群算法的收敛速度与精度,增强算法跳出局部最优的能力,4个标准测试函数的测试结果验证了改进的有效性。利用改进鸡群算法对4类典型工业过程的PID参数进行整定,以时间乘绝对误差积分函数(ITAE)为优化目标,Matlab仿真结果表明：通过改进鸡群算法整定PID参数得到的系统性能比传统的Z-N参数整定法以及Matlab遗传算法(GA)工具箱参数整定得到的系统性能有很大的提高。     

基于PSO的PID参数整定仿真与研究

针对工业控制过程中经验PID整定耗时耗力、精度低且稳定性能差等问题进行研究,提出采用标准粒子群算法可实现对PID控制器参数的快速优化且收敛效果明显;通过重点分析PSO算法中的不同惯性权重以及学习因子分别对被控对象系统控制优化性能的影响,深入研究算法参数各部分的作用及其设置范围,使基于PSO算法的PID整定方法能够获得最优的控制效果及更广阔的应用前景;最后,应用Matlab软件平台,并结合Simulink系统进行算例数字仿真分析:通过对比不同惯性权重及学习因子情况下的仿真结果,证明方法的鲁棒性强;通过对比传统Z-N方法和遗传算法整定,证明了方法的优越性。     

基于系统辨识的滑油试验台油温智能控制

针对航空发动机滑油试验台油温控制系统时变、时滞、非线性和难在线实时控制等问题,提出应用带遗忘因子的递推最小二乘法对系统参数在线辨识和遗传算法整定模糊PID初始参数的组合控制方案。通过matlab编程仿真,和常规方法整定的PID控制及模糊PID控制对比,结果表明,这种基于系统辨识的智能控制算法在系统的稳定性、抗干扰性及鲁棒性方面,明显优于常规控制算法。     

模糊PID控制在水位控制中的应用与仿真

水位控制系统具有非线性、非最小相位、时滞和强耦合,难以建立精确的数学模型。本文在分析常规PID控制器局限性的基础上,运用模糊逻辑,借鉴三冲量控制方法,将模糊规则整定PID参数的控制方法引入锅炉水位控制中,设计出一种模糊PID控制器,对PID三个参数在线整定。仿真研究和在实验室的实际应用表明,模糊PID控制器特性比常规PID控制器更优良,能有效地改善控制效果。     

基于遗传模糊免疫算法的PID参数整定优化研究

针对工业过程中的PID参数整定较难的问题,在分析模糊免疫算法的基础上,提出了一种遗传模糊免疫算法,用于在线整定PID参数。该算法用免疫反馈机理在线调整比例系数,模糊算法在线整定积分系数和微分系数。同时,该算法引用具有全局寻优特性的遗传算法优化免疫参数,克服了免疫参数选取不当而导致系统超调量较大、响应速度过慢的问题。针对工业过程中的无时滞过程、一阶惯性加时滞过程、二阶惯性加时滞过程、高阶系统过程,将该算法用于PID参数整定优化,并与模糊免疫算法、免疫PID算法、常规PID算法整定结果进行对比分析。仿真实验结果表明,遗传模糊免疫算法整定出的PID参数具有超调量小、调节时间短、抗干扰性强、鲁棒性强等优点,取得了较好的控制效果。     

时滞系统增益自适应内模PID控制

为解决典型工业过程中大时滞系统难于控制的问题,提出一种增益自适应内模PID(Proportional Integral Differential)控制方法.对时滞系统纯滞后环节一阶Pade逼近后,由内模整定得到PID控制器的参数整定值,再应用Adaline人工神经网络动态获取被控对象的增益,从而自动调节控制器的比例系数.由仿真结果可见,当增益自适应控制方法投入跟踪后,超调从投入前的23%减为投入后的9%,该控制方法能克服增益变化对系统控制性能的影响,显著改善控制品质.     

基于模糊模型的预测PID控制器的参数整定

提出一种基于模糊模型的预测PID控制器（PPID）的参数整定方法，PPID采用广义预测控制的控制策略，控制算法简单，容易在单片机、PLC和仪表上实现，且有比普通的PID更优良的性能，参数整定分两阶段进行，首先基于初始模型对PPID离线进行整定，然后在系统运行后利用对象的输入输出数据对模糊模型和PPIDR的参数再次进行离线整定，整定算法均采用批处理方式的梯度下降法。