【正文】 對過程控制品質(zhì)不利。 dT 過大 ， 會(huì)有較大相位超前 ， 但幅值比也增加較多 ， 反而會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。而微分作用引入是為了 5 解決過渡過程滯后對品質(zhì)的不利影響 ， 但它對純滯后是無能為力的。對積分作用應(yīng)盡量發(fā)揮它消除余差的功能 ， 縮小它不利于穩(wěn)定性的缺點(diǎn)。 (3) PID作用 。 T? 越大系統(tǒng)越不穩(wěn)定 ， 因此 pK 應(yīng)選小些。 oK 小時(shí) ， 則 Kp應(yīng)選擇大一些 。 根據(jù) pK ,Ti ,和 dT ,對過程品質(zhì)的影 響 ， 可以歸納如下整定準(zhǔn)則 : (1) 廣義對象穩(wěn)態(tài)特性參數(shù) 。 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)。 PID控制器中 pK 、 Ti ， dT 三個(gè)參數(shù)的不同組合 ， 直接決定 PID控制器的控制效果。PID控制器完成細(xì)調(diào) ， 克服穩(wěn)態(tài)點(diǎn)附近的小幅值振蕩 ? ?9,8 。 (2) 運(yùn)用綜合智能系統(tǒng)理論與 PID參數(shù)整定方法結(jié)合開發(fā)多模態(tài)控制器是今后新型控制器 發(fā)展的方向。 PID控制器本身就具有一定的魯棒性 ， 但在用于實(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 。從目前 PID參數(shù)整定方法的應(yīng)用來看 ， 我們可以得到以下兩點(diǎn)啟示 。我們需要簡單、直觀、易用的方法 ， 它們需要較少的信息 ， 并能夠給出合適的性能。如依據(jù)算法的復(fù)雜性、靈活性及使用的過程知識量的不同 ， 有許多不同的方法來確定合適的控制器參數(shù)?；谶z傳算法整定的 PID控制 ， 是采用模擬自然界遺傳機(jī)制和生物進(jìn)化論 ， 而形成的一種并行隨機(jī)搜索最優(yōu)化方法整定 PID參數(shù) ， 近年來 ， 這種 基于遺傳算法整定的 PID控制在控制中的應(yīng)用日益增多 ? ?7,6 。模糊自適應(yīng) PID控制的實(shí)質(zhì) ， 是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的基本理論和方法 ， 把控制規(guī)則的條件、操作用模糊集表示 ， 并把這些模 糊控制規(guī)則以及有關(guān)信息 (如評價(jià)指標(biāo)、初始 PID參數(shù)等 )作為知識存入計(jì)算機(jī)知識庫中 ，然后計(jì)算機(jī)根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)情況 ， 運(yùn)用模糊推理 ， 即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對 PID參數(shù)的最佳整定 。因此 ， 它是目前過程控制的一種理想的自動(dòng)化裝置 ，也是人們競相研究 PID參數(shù)自整定技術(shù)發(fā)展的方向 ??5 。它有自動(dòng)辨識被控過程參數(shù)、自動(dòng) 整定控制器參數(shù)、能夠適應(yīng)被控過程參數(shù)的變化等一系列優(yōu)點(diǎn) 。近年來 ， 出現(xiàn)了許多新型 PID控 2 制器及各種 PID參數(shù)整定技術(shù) ， 其對復(fù)雜對象控制的適應(yīng)性和控制效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī) PID控制 ??4 。因此 ， 尋求 PID參數(shù)自動(dòng)整定技術(shù) ， 以適應(yīng)復(fù)雜工況和高指標(biāo)性能的控制要求 ， 具有十分重大的工程實(shí)踐意義 ??3 。然 而在實(shí)際的工業(yè)過程控制中 ， 許多被控過程機(jī)理較復(fù)雜 ， 具有高度非線性、時(shí)變不確定性、大延遲等特點(diǎn) ， 在噪聲、負(fù)載擾動(dòng)等因素的影響下 ， 過程參數(shù)、甚至模型結(jié)構(gòu) ， 均會(huì)發(fā)生變化 ， 即難以建立精確的數(shù)學(xué)模型 ??2 。傳統(tǒng)的方法是在獲取對象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上 ， 根據(jù)某一整定原則來確定 PID參數(shù)。 Имитация IV 目 錄 摘 要 ............................................................... I КОНСПЕКТ .................................................... II 第 1章 引 言 ......................................................... 1 1. 1 PID參數(shù)整定的意義 ............................................. 1 1. 2 PID參數(shù)整定技術(shù)的研究現(xiàn)狀 ..................................... 1 1. 3 PID參數(shù)整定的存在問題與展望 ................................... 2 第 2章 常用控制器參數(shù)整定算法 ........................................ 4 2. 1 PID參數(shù)整定的一些準(zhǔn)則 ......................................... 4 2. 2 臨界比例度法 ................................................... 5 2. 3 衰減振蕩法 ..................................................... 6 2. 4 基于繼電器型反饋的極限環(huán)法 ..................................... 6 2. 5 模式識別法 ..................................................... 7 2. 6 最優(yōu)整定 ....................................................... 8 第 3章 PID控制器參數(shù)工程整定方法設(shè)計(jì) ................................ 10 3. 1 設(shè)計(jì)思想 ...................................................... 10 3. 2 方塊圖 ........................................................ 10 3. 3 詳細(xì)設(shè)計(jì) ...................................................... 12 被控對象的選擇 ............................................. 12 整定算法的設(shè)計(jì) ............................................. 13 特征參數(shù)的實(shí)現(xiàn) ............................................. 15 V 數(shù)值計(jì)算 ................................................... 17 PID參數(shù)整定的性能指標(biāo) ..................................... 18 3. 4 仿真中控制器參數(shù)的求取 ........................................ 20 增量式控制算法的采用 ....................................... 21 采樣周期 T 的選擇 ........................................... 22 3. 5 程序流程圖 .................................................... 23 第 4章 仿真分析 ..................................................... 25 第 5章 結(jié)論 ......................................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................................ 36 謝 辭 .............................................................. 38 附錄 ................................................................ 39 1 第 1 章 引 言 1. 1 PID 參數(shù)整定的意義 PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一 ， 由于其算法簡單、 參數(shù)物理意義明確、理論分析體系完整、魯棒性好和可靠性高等優(yōu)點(diǎn) ， 在工業(yè)過程控制 ， 尤其在可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)中 ， 目前采用最多的控制方式仍然是 PID控制方式 ， 即使是在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天 ， 在諸多控制策略中 ， PID控制仍占有相當(dāng)重要的地位 ??1 。 Алгоритм установки。 本文 針對二階對象 和二階加純滯后對象 進(jìn)行了仿真研究， 將這種 方法與經(jīng)驗(yàn)法 進(jìn)行了比較，結(jié)果表明響應(yīng)曲線整定算法優(yōu)于經(jīng)驗(yàn)法，其抗干擾能力較好 。最后在分析其抗干擾性?？刂破鲄?shù)整定方法很多，總的可分為理論計(jì)算和工程整定法兩種。 I 工業(yè)控制器參數(shù)工程整定算法及 仿真分析 摘 要 PID參數(shù)整定就是設(shè)置和調(diào)整 PID參數(shù)，使得控制系統(tǒng)的過渡過程達(dá)到最為滿意的質(zhì)量指標(biāo)?？刂破鲄?shù)整定的要求，就是通過選擇合適的控制器參數(shù) ( pK ,iT , dT ),使過渡過程 滿足工業(yè)過程控制生產(chǎn) 。 論文在較為全面地對 PID控制器參數(shù)整定方法的現(xiàn)狀分析研究的基礎(chǔ)上， 按照簡單 、易用、直觀的參數(shù)整定原則及切實(shí)改善系統(tǒng)控制性能的參數(shù)整定目的， 針對 工程整定算法 —— 響應(yīng)曲線法 以及其應(yīng)用的可行性進(jìn)行了相關(guān)的研究，主要的工作和結(jié)果概括如下： 將利用 MATLAB工具自動(dòng)仿真求出特征參數(shù) mK ,T 和 ? ， 然后利用 ZN階躍整定公式自動(dòng)整定，整定出 PID控制器的三個(gè)參數(shù) pK ,iT ,dT ，之后引入增量式控制算法形成閉合回路，使結(jié)果呈現(xiàn)出 4： 1衰減曲線。通過仿真研究驗(yàn)證了響應(yīng)曲線法的整定效果比經(jīng)驗(yàn)法的整定效果好，且方法方便，有更廣泛的應(yīng)用范圍。 關(guān)鍵詞 ： PID控制器；整定算法；抗干擾性；仿真 II Алгоритм Установки Проекта Параметра Регулятора Индустрии И Анализ Имитации Конспект Установка параметра PID устанавливает и регулирует параметр PID, при чиняет системе управления переходный процесс достигнуть самого удовлетво рительного качественно установки параметра регулятора, через отборный соотвествующий параметр регулятора ( pK , iT , dT ),Причиняет пере ходный процесс принять， Процесс установки параметра регулятора, итог может разделить в теоретическое вычисление и виды закона установки проекта. Бумага внутри всесторонн к учредительству исследования анализа текущего момента метода установки параметра регулятора PID , согласно просто, принцип устан