一种积分分离PID控制参数自整定方法的研究设计

PID控制的参数整定是控制系统设计的核心内容.它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小.本文提出了一种基于系统时域性能指标PID控制参数自整定方法,并进行了一定的理论分析扣实验研究.     

一种PID控制器参数的鲁棒整定方法

在总结某些ＰＩＤ控制器经典整定经验和控制模型优化的基础上,提出一种简单的与规范化的ＰＩＤ参数整定新方法,其规律称为４个１／４规划,即ＰＩＤ控制器的参数分别为Ｋｐ＝（１／４）Ｇ（c）－１,Ｔ1＝Ｔｄ＝（１／４）Ｔ１,结果使闭环系统呈１／４衰减振荡．系统的操作频率ω１可由被控对象模型Ｇ（ｓ）＝Ｋ０／（ＴＳ＋１）n"确定,即ｗ１＝（１／Ｔ）ｔａｎ［（１８０°＋ｄ）／ｎ］,其整定结果由仿真加以证实．     

鲁棒PID参数整定方法

在PID参数整定中充分考虑被控对象的不确定性信息,提出了基于MiniMax原则和EISE指标的鲁棒PID参数整定方法。根据PID闭环控制系统的特性,在MiniMax求解中,采用空间分隔的方法解决了SQP存在的局部极值问题。仿真表明鲁棒PID在被控对象动态特性发生很大变化时仍可以保持较好的控制品质。     

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。     

大时滞过程自整定PID及其在定量控制中的应用

针对纸张定量控制的难点，提出了一种能用大时滞过程的自整定PID／PI控制算法。通过改进型继电反馈频域响应辨识方法获得实际过程Nyquist曲线与S平面负实轴和虚轴交点处等幅振荡的幅值和频率，给定幅值裕度和相角裕度鲁棒性能指标，确定自整定PID／PI控制器参数，此算法具有参数整定简单，对实际过程模型的依赖性小，鲁棒性强及易于实现等优点，适合于含有大时滞的工业过程控制。     

一种新的PID参数自整定方案

在常规ＰＩＤ控制器的控制参数的鲁棒整定法基础上，提出了一种新的ＰＩＤ在线整定改进方案。仿真研究结果表明，该方法不但具有良好的鲁棒性，且调整快速简单。     

基于内模控制原理整定PID参数

针对一类不稳定时滞过程,采用双环控制结构,首先使广义对象（内环）稳定,然后根据内模控制原理设计外环控制器,得到等效的PID控制器参数的整定方法．仿真结果表明,整定后的系统不但具有良好的鲁棒性,而且调节快速．适合于工程实际应用．     

PID参数自整定方法综述

PID控制是迄今为止在过程控制中应用最为广泛的控制方法。章综述了PID参数自整定方法，并对将来的发展进行了讨论。     

基于Monte-Carlo实验的PID参数整定比较方法

研究了参数在有界区域内变动的热工过程比例微分积分(PID)控制系统的性能比较和参数选优问题。针对热工过程的特点,基于Monte-Carlo实验原理,以过渡过程品质为指标,提出了一种PID控制系统鲁棒性及性能的比较研究方法。针对若干典型热工对象,对一些典型的PID整定方法:Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法、Cohen-Coon方法、IMC方法、IST2E最优方法、极点配置方法、幅值相位裕量方法所设计的PID控制系统的过渡过程性能进行了比较。通过火电厂锅炉过热蒸汽温度串级控制的仿真实例,证明了该方法的实用性和有效性。     

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．     

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。     

区间时滞控制系统鲁棒绝对稳定性的LMI方法

针对区间Lurie时滞控制系统,基于区间矩阵的等价描述和S 过程,构造了关于Lurie型Lyapunov泛函中正定矩阵和积分项系数的线性矩阵不等式(LMI),通过LMI的解构造的Lyapunov泛函来保证系统的鲁棒绝对稳定性,不必选择和调整参数;讨论了非线性机构分别具有无穷扇形角、有限扇形角约束的情形,所获结果适用于系统具有多个非线性执行机构的情形;通过实例分析了扇形角的大小与鲁棒稳定度的关系,研究结果表明该方法是有效的     

不稳定时滞过程的二自由度控制

针对不稳定时滞过程提出了一种二自由度控制系统，不仅将输入响应与干扰响应解耦，更重要的是结合了Guillermo等提出的镇定PID控制器理论以及内模控制方法，能够对时滞常数与不稳定时间常数之比小于2的对象进行有效的控制，仿真结果证明了该系统的有效性。     

高阶反向响应过程的分数阶PID控制器设计

针对具有反向响应特性的高阶过程,提出了一种分数阶PID控制器设计方法.为了便于控制器设计,采用一种改进的微粒群优化算法对高阶过程模型进行简化处理,在此基础上,根据内模控制原理设计分数阶PID控制器,该控制器仅有一个可调参数,有效降低了控制器整定的复杂度,并根据最大灵敏度指标推导出控制器参数整定的解析表达式,克服了参数选择的盲目性.仿真结果表明,该方法可使系统具有良好的设定值跟踪、扰动抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性.     

基于神经网络的不稳定时滞对象控制

针对过程控制工业中的一类不稳定时滞对象存在的难以稳定、鲁棒性差、对输入的变化和扰动十分敏感的问题,采用了基于神经网络的双自由度控制结构.在利用内环控制器镇定对象并且提高系统反应速度、减轻输出的振荡的同时,结合Guillermo等提出的比例-积分-微分(PID)参数镇定区域理论优化设计外环BP神经网络控制器的学习范围、学习方式和初始参数,改善系统设定值跟踪和扰动抑制的性能,提高系统鲁棒性.仿真结果表明,即使在建模有误差的情况下,该控制结构仍能比传统双自由度PID控制有更好的控制效果和鲁棒性.     

小应变土体硬化模型参数的敏感性分析及确定方法

小应变土体硬化(Hardening soil model with small strain stiffness, HSS)模型能够反映土体小应变阶段的非线性特性和应力相关性,在深基坑工程领域已被广泛应用,但由于参数众多,目前对参数确定方法尚缺乏系统研究。分析了HSS模型各参数的意义及常规确定方法,采用数值模拟方法开展了HSS模型参数的敏感性分析,基于统计的大量研究成果,建立了土体参数与孔隙比之间的非线性关系,进一步通过2处深基坑工程的变形分析进行验证。结果表明：在基坑数值分析中,参考动剪切模量 的敏感性最高,参考切线模量 的敏感性最低,建立的非线性关系能够较好的反映土体模量与孔隙比的相关性,围护结构侧移的计算值及实测值较为吻合,验证了提出的参数确定方法的适用性,可为相关工程提供参考。