【正文】 用于實(shí)際過程控制時(shí)還存在一些問題 ， 主要有兩點(diǎn) :一是控制器適應(yīng)不確定性變化的能力不夠強(qiáng) ， 難以適應(yīng)大范圍的不確定性變化 。 2. 1 PID 參數(shù)整定的一些準(zhǔn)則 PID參數(shù)整定就是設(shè)置和調(diào)整 PID參數(shù) ， 使控制系統(tǒng)的過渡過程達(dá)到滿意的品質(zhì)。 (3) PID作用 。對(duì)于含有高頻噪聲的過程 ， 不宜引入 D作用 ， 否則高頻分 量放大得太厲害 ， 對(duì)過程控制品質(zhì)不利。 (2) 按照 經(jīng)驗(yàn)整定公式來(lái)確定 P1D控制器的最佳參數(shù)值。待系統(tǒng)穩(wěn)定后 ， 改變 設(shè)定值或生產(chǎn)負(fù)荷加入階躍干擾 ， 觀察被控變量變化過渡過程曲線的衰減比 ， 然后從大到小組逐漸改變比例度 ， 直至曲線出現(xiàn) 4： 1衰減振蕩過程 ， 計(jì)下此時(shí)的比例度 rP 和曲線上衰減周期 rT 的數(shù)值。在自整定調(diào)節(jié)期間 ， 繼電控制使過程產(chǎn)生極限環(huán)振蕩 ， 由振蕩曲線可以得到動(dòng)態(tài)過程數(shù)學(xué)模型的特征參數(shù) uT 和 uK ， 再利用 ZN整定公式計(jì)算 PID參數(shù)。 基于模式識(shí)別的自整定 PID算法對(duì)參數(shù)的整定過程類似人工整定 PID 參數(shù)的過程 :“看曲線 ， 整參數(shù)”。儲(chǔ)存前三個(gè)峰值 El， E2， E3 以及其出現(xiàn)的時(shí)間 tl， t2 ， t3， 根據(jù)所存儲(chǔ)的峰值的信息計(jì)算超調(diào)量 (OVR)， 衰減率 (DMP)和振蕩周期 (OSC)??15 ， 超調(diào)量 12 EEOVR ? 衰減比 )12()23( EEEED M P ??? 振蕩周期 13 ttOSC ?? 2. 6 最優(yōu)整定 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和最優(yōu)控制理論的發(fā)展 ， PID參數(shù)的整定方法發(fā)生了很大的變化 ， 出現(xiàn)了一些基于計(jì)算機(jī)的 PID參數(shù)最優(yōu)整定方法。此外 ，從某種意義上說(shuō) ， 數(shù)值解析最優(yōu)化方法只是一種局部尋優(yōu)的方法 ， 易陷入局部最小 。所謂控制器的參數(shù)整定 ， 一般是指按確定的控制方案組成控制系統(tǒng) ， 求取使控制質(zhì)量達(dá)到最佳時(shí)的控制器各系數(shù)指 ， 參數(shù)整定的實(shí)質(zhì) ， 就是通過改變控制器參數(shù) ， 使控制器特性和控制對(duì)象特性配合好從而改變系統(tǒng)的特性。 PID控制器的比例系數(shù) pK 增 大 ， 則控制器對(duì)偏差反應(yīng)靈敏；積分時(shí)間常數(shù) iT 減小 ， 則對(duì)偏差的積累量靈敏；微分時(shí)間常數(shù) dT 增大 ， 則對(duì)偏差的變化靈敏。工業(yè)生產(chǎn)中 ， 雖然大多數(shù)過程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是復(fù)雜的 ， 它們卻常?？梢越频匾砸浑A、二階及一階、二階加純滯后特性之一來(lái)描述 ， 即： 1??TsKG m sm eTsKG ???? )1( )1)(1( 21 ??? sTsT KG m sm esTsT KG ????? )1)(1( 21 以下設(shè)計(jì)的整定算法，我們選取為二階對(duì)象 )1)(1( 21 ??? sTsT KG m 13 通過對(duì)它的仿真研究 ， 得出一系列有關(guān) PID控制的結(jié)論。其中廣義對(duì)象靜態(tài)增益應(yīng)作因次化處理其關(guān)系式為： ryK ??? )( （ ） 參數(shù)整定公式為： 表 響應(yīng)曲線法整定 參數(shù) 的公式 響應(yīng)曲線法的特點(diǎn)：響應(yīng)曲線法是針對(duì)對(duì)象特性的估算方法 ， 因此具有較好的控制效果 ， 而且整定的速度較快 ， 適用于絕大部分控制回路。放大系數(shù) K 與被控變量受干擾作用后的變化過程無(wú)關(guān) ， 是不隨時(shí)間變化的 ， 放大系數(shù) K 越大 ， 在相同輸入變化量作用下 ， 輸出變化量也越大 ， 即輸入對(duì)輸出的影響越大 ， 被控對(duì)象的自身穩(wěn)定性越差 ， 被控變量對(duì)這個(gè)輸入量的變化就越靈敏。 滯后時(shí)間 ? 也是反映對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。 () 將（ ）（ ）（ ）代入式（ ）中 ， 并整理得 ? ? ?????? ???? ?? 131 11 eteTyy () 當(dāng) 0?t 時(shí) ， 可得截距 ? ?? ?13 1 ??? ?eyb （ ） 當(dāng) 0?y 時(shí) ， 可得 111 13 Tee?? ??? () 切線與響應(yīng)曲線穩(wěn)態(tài)值延長(zhǎng)線相交于 C點(diǎn) ， ATCC?39。衡量參數(shù)是否最佳 ， 需要規(guī)定一個(gè)明確的統(tǒng)一反映控制系統(tǒng)質(zhì)量的性能指標(biāo) ， 如要求最大動(dòng)態(tài)偏差盡可能小、調(diào)節(jié)時(shí)間最短、調(diào)節(jié)過程系統(tǒng)輸出的誤差積分值最小等。衰減率 ? 表示曲線 每經(jīng)過一個(gè)周期 后的衰減快慢 ， 一般用 1:n 表示 。 (3) 殘余偏差 指過渡過程結(jié)束后 ， 被調(diào)量新的穩(wěn)態(tài)值 ???y 與新設(shè)定值 r 之間的差值。 調(diào)整 時(shí)間是衡量控制系統(tǒng)快速性的一個(gè)指標(biāo)。 (7)代入控制器參數(shù)整定公式即可求出 dip TTK , 。 23 3. 5 程序流程圖 24 圖 參數(shù)整定算法仿真程序框圖 25 第 4 章 仿真分析 在整個(gè)仿真過程中 ， 參數(shù)的選取是十分重要的 ， 它直接決定了仿真效果的好壞 ， 下面 先簡(jiǎn)單介紹一下對(duì) PID數(shù)字控制器參數(shù)的整定方法。當(dāng)改變輸入信號(hào)的幅度時(shí)，改變了輸出曲線的波形，當(dāng)輸入階躍幅度較大時(shí)，輸出波形振蕩次數(shù)多，但可以達(dá)到穩(wěn)定。 35 第 5 章 結(jié)論 工程整定方法由于不具有良好的自適應(yīng)性 ， 實(shí)際應(yīng)用起來(lái)比較煩瑣 ， 且在某些情況下 ， 當(dāng)外界擾動(dòng)影響控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性變化時(shí) ， 用人工整定是不及時(shí)的 ，有時(shí)甚至是不可能的。 36 參考文獻(xiàn) [1] 邵惠鶴 .工業(yè)過程高級(jí)控制 [M].上海 :上海交通大學(xué)出版社 .1997 [2] 王偉 ,張晶濤 ,柴天佑 .PID參數(shù)先進(jìn)整定方法綜述 [J].自動(dòng)化學(xué)報(bào) .(3):347355 [3] 朱海鋒 ,楊智 ,張名宙 .儀用 PID參數(shù)自整定控制器設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].自動(dòng)化儀表 . 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