【正文】 現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。當(dāng)今， PID 控制及其控制器或智能 PID 控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng) 用，有各種各樣的 PID 控制產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有 PID 參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器，其中 PID 控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。 PID距今已有 70 年歷史，它以結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。即 當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控制對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID 控制技術(shù)。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制的。但它也有缺點(diǎn)，依賴于具體的對象模型；對于非線性、大滯后、時變系統(tǒng)控制效果不理想等。如何將常規(guī)的 PID 控制技術(shù)與模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、遺傳算法、免疫算法等相結(jié)合已成為控制 界 研究的熱門問題之一。人們對于控制器的認(rèn)識和改進(jìn)遠(yuǎn)沒有完成，到目前為止 PID 控制的機(jī)理 、使用范圍、魯棒性等問題還沒有徹底全面的分析研究。在工程上， PID 控制器的參數(shù)常常是通過實(shí)驗(yàn)確定，或通過試湊、經(jīng)驗(yàn)公式來整定。 PID 控制可以有多種方法， 而基于干擾觀測器的 PID 控制設(shè)計可以有效改善 PID 控制器的性能，使信號傳輸更加 8 穩(wěn)定。實(shí)際工業(yè)過程中往往具有非線性、時變，純滯后等特點(diǎn)，這時采用傳統(tǒng)的 PID 控制就不能取得令人滿意的效果。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)，這樣 PID就可控制了； 而且 ， PID 參數(shù)較易整定。如果過程的動態(tài)特性變化，例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動態(tài)特性變化， PID 參數(shù)就可以重新整定； PID的 控制原理 當(dāng)今的自動控制技術(shù)都是基于反饋的概念。測量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。 PID（比例 積分 微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有 50 多 年的歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。 PID控制器的原理框圖 PID 控制器由比例單元（ P） 、積分單元（ I） 和微分單元（ D）組成。 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設(shè)定三個常數(shù)（ pK ， iK 和 dK ）即可。 PID控制的三個參數(shù) 比例（ P） 控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。 P 是 PID 控制的基本動作。 增大 P 系數(shù)，一般將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，周期振幅變小，周期變長，穩(wěn)定性好。 積分（ I） 控制 在積分控制中，控制器的輸出于輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入 “積分項”。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。 增大 I 值有利于減小超調(diào)，減小震蕩，減小過沖使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，但系統(tǒng)的系統(tǒng)靜差消除時間變長。自 動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)震蕩甚至失穩(wěn) 。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。所以對有較大慣性或滯后的被 控對象，比例 +微分（ PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。因此控制最主要的問題是參數(shù)的調(diào)節(jié)問題。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的 60%— 70%，由 0 逐漸加大比例增益 pK ，直至系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩；再反過來，從此時的比例增益 pK 逐漸減小，直至系統(tǒng)震蕩消失，記錄此時的比例增益 pK ，設(shè)定 PID 的比例增益 pK 為當(dāng)前值的 60%— 70%。 確定積分時間常數(shù) iK 比例增益 pK 確定后，設(shè)定一個較大的積分時間常數(shù) iK 的初值，然后逐漸減小 iK ，直至系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩，之后再反過來，逐漸加大 iK ，直至系統(tǒng)震蕩消失。積分時間常數(shù) iT 調(diào)試完成。若要設(shè)定，與確定和 iK 的方法相同，取不震蕩時的 30%。 3 基于干擾觀測器的控制 在實(shí)際工程中，不可避免地存在外部干擾、模型不確定性及時滯等，它們不但可以破壞系統(tǒng)的控制性能，甚至還會導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 基于干擾觀測器的控制 的作用 基于干擾觀測器的控制，簡稱 DOBC，在工程中也被稱作“估計器”和“濾波器”，它可以用 來消除反饋控制中的相位延遲，減少 昂貴傳感器的使用并且能夠?qū)崿F(xiàn)對誤差的實(shí)時估計。但是隨著該觀測器的逐步發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)要想獲得更好的估計性能，必須獲得更加精確的信息，著現(xiàn)場信息包括噪音和由微分，多項式，有限信息，隨機(jī)信息等所描述的干擾。該方法是一種源于實(shí)踐的方法。一部分是根據(jù)系統(tǒng)輸出或狀態(tài)設(shè)計的觀測器或 濾波器，并 利用這個估計值來抵消干擾，另一部分對標(biāo)稱系統(tǒng)（不考慮干擾信號）設(shè)計的鎮(zhèn)定器。 基于干擾觀測器的控制的特點(diǎn) 基于干擾觀測器的控制方法作為一種魯棒控制方法被廣泛地應(yīng)用于機(jī)電工程中。 與以往的控制方法相比，基于干擾觀測器的控制方法 具有以下優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，可以根據(jù)控制性能的不同要求結(jié)合不同的控制規(guī)律，非常易于在線正定和工程實(shí)現(xiàn)。 研究的是當(dāng)干擾出現(xiàn)時閉環(huán)系統(tǒng)的真正穩(wěn)定性。在系統(tǒng)設(shè)計時，考慮到系統(tǒng)的干擾可以歸結(jié)為外部擾動以及由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其理想數(shù)學(xué)模型之間的參 數(shù)變化而產(chǎn)生的誤差。 干擾觀測器的工作原理 干擾觀測器的 基本思想 如圖所示 圖 1 中得 )(sGp 為對象的傳遞函數(shù)， ^d 為等效干擾， d 為觀測干擾， u 為控制輸入。圖 2 描述了干擾觀測器的基本思想，但對于實(shí)際的物理系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)存在如下問題： ? ? ? )(1 sGP? )(sGP － ＋ ^d ＋ ＋ ＋ － ? u 11 (1)通常情況下， )(sGp 的相對階不為 0，其逆物理上不可實(shí)現(xiàn)； (2)對象 )(sGp 的精確數(shù)學(xué)模型無法得到； (3)考慮測量噪聲的影響，上述方法的控制性能將下降。 干擾觀測器的原理如圖 2 所 4 方案論證 低通濾波器的設(shè)計 低通濾波器的性能決定整個干擾觀測器的動態(tài)特性。但是隨著階數(shù)的升高，由于大的相位滯后使系統(tǒng)產(chǎn)生欠阻尼現(xiàn)象，甚至使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。 由魯棒穩(wěn)定性定理，干擾觀測器魯 棒穩(wěn)定充分條件是 1|)()(| ?? xsQs （ 1） )(s? 為一個可變得傳遞函數(shù)且滿足 1|)()(| ?? xsQs 。由于是最小相位系統(tǒng)，所以 )(sQ 的 選擇就比較容易。所以干擾觀測器的頻帶 lf 頻帶的選擇也是決定其性能的一個重要因素。綜合以上對魯棒穩(wěn)定性和干擾抑制能力的分析，選擇 133 13)( 22 ???? sssQ ?? ? （ 2） ? 的選擇可通過仿真確定 － ? )(sGp ? )(1 sGn? ? )(sQ － ＋ u ? y ? ＋ ＋ ＋ ＋ ^dd ^? ＋ ? 干擾觀測器 圖 3 干擾觀測器原理框圖 12 為什么團(tuán)體能夠作為法人成為法律上的人，法人究竟是法律的擬制還是法律的發(fā)現(xiàn)，這就涉及到法人本質(zhì)的問題。 主張法人是法律將某種團(tuán)體擬制為自然人“法人擬制說” “法人擬制說”為薩維尼所倡導(dǎo)，他認(rèn)為“所有的法律都為道德