基于次最优模型降阶的自整定PID控制器

针对过程工业中含有振荡环节和大滞后环节较难控制的被控对象,设计了一种基于频域辨识的自整定PID控制器.该控制器采用次最优模型降阶算法,辨识出二阶加纯滞后的模型;然后基于给定的相位裕度和幅值裕度,整定出PID参数.并通过仿真实验表明对于不同的被控对象,自整定得到的PID参数均能取得较好的控制效果.     

一类大时滞过程内模预测控制系统整定

带有大时滞的非自衡单容过程是一类常见的工业过程,也是比较难以控制的一类过程。针对积分加大时滞模型,采用了新型内模预测控制系统结构,给出了在希望的幅值和相角裕量下PI控制器参数的整定方法。设计例子与仿真结果表明,该整定方法具有良好的应用价值。     

大时滞过程基于幅值和相角裕量的系统整定

带有大时滞的单容过程是常见的工业过程,也是较难控制的一类过程。本文针对大时滞的单容过程,采用内模预测控制系统结构,给出了在希望的幅值和相角裕量下PI控制器参数的整定方法。设计例子与仿真结果表明:根据该方法整定的系统有比较理想的稳定性和鲁棒性。     

一种PID参数的频域解析整定法

在研究了PID参数的继电反馈整定法和给定幅值裕度和相位裕度整定法的基础上,本文提出了一种基于频域解析的PID整定新方法。     

满足幅值裕度和相角裕度的PID参数域

针对带滞后因子的被控对象,采用PID控制器,讨论系统的幅值裕度和相角裕度的设计问题．利用增益一相角裕度测试器技术,在PID控制器参数稳定域内,分别绘制幅值裕度曲线和相角裕度曲线,进而基于一种时滞系统图解稳定性判据,识别出满足给定的幅值裕度和相角裕度的参数区域．仿真结果验证了按本文方法设计的PID控制系统具有良好的鲁棒性和动态响应品质．     

基于遗传算法优化因子的灰色PI预测控制

针对灰色PI预测控制比例因子和积分因子参数整定困难,提出了基于遗传算法参数优化整定的PI型灰色广义预测控制(GPIPC)。灰色PI预测控制(GPIGPC)采用灰色预测控制技术克服时变时滞,用PI(PID)控制技术加强系统的鲁棒性,运用遗传算法在线优化整定灰色PI预测控制的比例因子和积分因子,增强了系统的跟踪特性和抗恒值扰动特性,极大程度地减少了模型时延失配和模型增益失配的影响。仿真实例表明,该算法具有较好的鲁棒性和抗干扰性。     

滞后过程PI控制器性能设计图解法

针对带滞后因子的一阶惯性环节,基于一种时滞系统图解稳定性准则,讨论了PI控制器参数稳定域的确定.并将该思想推广应用于相角裕度和幅值裕度的设计.根据图解稳定性准则给出了时滞系统稳定的充分必要条件,所得结果没有任何保守性.可以在参数空间直接绘制PI控制器的稳定参数边界曲线、相角裕度和幅值裕度曲线,避免了复杂的数学计算.给出了确定参数稳定域、相角裕度和幅值裕度的具体算法.仿真算例说明了本文方法的灵活性和实用性.     

基于敏感传递函数的分数阶PI~λ控制器的参数整定

讨论一种基于敏感传递函数的分数阶PIλ控制器的参数整定方法.根据敏感传递函数的定义,采用代数方法,对固定的PIλ控制器的积分阶次,在比例增益和积分增益参数平面上,按敏感传递函数的界进行PIλ控制器的参数整定.该敏感传递函数的界与系统的幅值裕度和相角裕度直接相关,给出了系统相对稳定性的信息.仿真实例表明,利用该方法设计的PIλ控制器具有良好的动态性能和鲁棒性.     

基于遗传模糊免疫算法的比例-积分-微分参数整定优化

针对工业过程中的比例-积分-微分(proportional integral differential,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。     

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。     

时滞系统简单自校正PID控制器

采用Smith型时滞补偿器,对于具有未知或时变时滞的二阶(或一阶)开环稳定被控过程,分别提出了以任意稳定裕度和极点配置为指标的自校正PID(或PI)控制算法。仿真结果表明,该算法简单可行,且易于实施。     

啤酒发酵过程模糊智能PID控制

啤酒发酵过程是啤酒生产的重要环节之一,而在此过程中,温度变化是主要因素.因此,发酵温度的控制直接影响啤酒质量.啤酒发酵过程具有大惯性、大时滞、非线性等特点,用传统PID控制难以实现及时、准确地跟踪工艺曲线的要求.针对啤酒发酵温度控制过程中的难点引入了一种模糊智能PID控制算法,将模糊控制理论与PID控制相结合,在模糊逻辑整定控制算法(FSW)基础上增加了模糊逻辑调节微分控制及智能积分控制,有效地改善了原有PID控制方法的缺陷.     

松节油蒸馏系统的DCS控制

通过对松节油蒸馏系统进行工艺分析 ,给出了需要控制的工艺参数 ,并设计了DCS控制系统 .根据各工艺参数的特点 ,选择了控制算法 .对于精确控制的参数 ,采用了模糊与PID混合的控制算法 ,而其他参数则采用PID控制算法 ,同时对大时滞参数 ,引入了预估器 .从而达到稳定生产、节能降耗、提高经济效益的目的 .     

基于稳定裕度的新型IMC-PID整定方法

提出了一种针对稳定过程的内模proportion integration differentiation(IMC-PID)控制器整定方法。通过在频域内保证系统达到期望的相位裕度和幅值裕度,将内模控制器转化成PID控制器。转化过程中选用欧拉公式替代内模控制器分母中的非线性部分,并应用拟合方法得到了内模控制系统中滤波器参数与稳定裕度之间的解析关系。在整个转化过程中没有应用任何近似方法,所以最终得到的PID控制器与经典内模控制器能够取得相同的控制效果。最后通过仿真实例验证了本方法的有效性。     

交流伺服系统的一种PIλDμ控制器设计方法

针对交流伺服系统,建立了数学模型,并设计了一种分数阶PIλDμ控制器设计.在利用传统PID参数整定方法确定比例增益kp、积分增益k1和微分增益kd的基础上,结合相位裕度定义,在相位裕度和截止频率给定的情况下完成积分阶次λ和微分阶次μ的设计.在求解积分阶次成λ和微分阶次μ时,采用一种简单易行的图解方法,巧妙地将求解一组非线性方程的问题转化为绘制两曲线求交点的问题.仿真结果表明,相对于传统PID控制器,本文设计的PIλDμ控制器,跟踪响应快,抗干扰能力强,鲁棒性好.     

基于量子粒子群优化的网络拥塞控制新策略

为了改善网络拥塞控制系统的性能,基于流体流理论的网络简化模型,将量子空间中的粒子群优化算法(QDPSO)应用于PID控制器参数优化.定义了一个综合调节时间、上升时间、超调量、系统静态误差、正弦跟踪误差等动静态性能指标函数,在给定的参数空间进行组合优化搜索,迅速求得获取使性能指标优化函数极小化的一组PID控制器参数,将PID控制器应用于网络主动队列管理系统中.仿真结果表明,在大时滞和突发业务流的冲击2种情况下,该方法设计的控制器的动静态性能优于RED,PI算法,也优于GA,SPSO算法的优化结果,超调量均小于4%,调节时间均小于4s,稳态误差均小于2个数据包.     

模糊PID双层参数整定及其在固化炉中的应用

提出了一种模糊PID(proportion integration differentiation)控制器的双层参数整定方法。将模糊PID控制器的参数整定分为比例因子的整定与模糊隶属度函数参数整定2部分。推导出模糊PID控制器的解析模型,该解析模型包括线性部分和非线性补偿2个部分。整定的过程中,把模糊PID控制器解析模型的非线性补偿看作过程扰动,由线性部分和被控对象的二阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度关系,导出模糊PID控制器的比例因子。再基于粒子群优化算法(PSO,particle swarm optimization)对三角隶属度函数进行优化,使控制器进一步适应被控对象的动态特性。仿真结果表明了研究方法的有效性以及应用在芯片固化炉的温度控制过程中,提升温度控制的效果。     

基于自适应PID算法的制冷装置实时控制

通过离线辨识蒸发器过热度控制的实验数据，得到了基本二阶惯性纯迟延模型以及相关的非线性动态特性。在此基础上，经过控制器参数整定得到了利用单片机开发的实时控制器用的优化控制参数。同时，根据系统时变、非线性的特点，在基本PID算法的基础上，融入自适应控制在线识别系统工况，实时改变控制器的控制参数。实验表明，自适应PID控制相对于单纯PID控制，在控制精度、稳定性等控制品质指标上有较大提高，适于工程实用。     

挤塑机温控系统中模糊-PI复合控制的应用

将模糊控制器用于温控系统的控制，克服了传统PID控制参数整定繁琐，对控制对象的参数变化缺乏自适应性的不足，提出了Fuzzy—PI复合控制算法，实验结果表明，采用复合控制的温控系统具有稳态精度高和鲁棒性强的特点．