智能pid控制綜述-在線瀏覽
2024-08-17 14:27本頁(yè)面
【正文】 、仿人控制[2122]、免疫算法[2224]等都在發(fā)展之中。正是這兩大優(yōu)勢(shì)，使得智能PID控制成為眾多過(guò)程控制的一種較理想的控制裝置。它吸收了智能控制與常規(guī)PID控制兩者的優(yōu)點(diǎn)。智能控制是一門(mén)新興的理論和技術(shù)，它是傳統(tǒng)控制發(fā)展的高級(jí)階段，主要用來(lái)解決那些傳統(tǒng)方法難以解決的控制對(duì)象參數(shù)在大范圍變化的問(wèn)題，其思想是解決PID參數(shù)在線調(diào)整問(wèn)題的有效途徑[1][4][8]。在噪聲、負(fù)載擾動(dòng)等因素的影響下，過(guò)程參數(shù)甚至模型結(jié)構(gòu)均會(huì)隨時(shí)間和工作環(huán)境的變化而變化。PID控制中一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題便是PID參數(shù)的整定?！? PID控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性能好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)。(3)微分作用系數(shù)可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。但過(guò)大會(huì)在響應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生較大超調(diào)，產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象。(2)積分作用系數(shù)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。、可對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)精度、響應(yīng)速度和超調(diào)量等性能產(chǎn)生影響，它們的作用分別為：(1)比例系數(shù)可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。PID控制器[59]對(duì)系統(tǒng)給定值同系統(tǒng)輸出值的偏差分別進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算，并由此得到其輸出值，計(jì)算公式為：式中為比例系數(shù)。1922年 ，1942年美國(guó)Taylor儀器公司的 [1]的最佳調(diào)整法至今，其在工業(yè)控制中的應(yīng)用已十分廣泛[24]。文中對(duì)幾種常見(jiàn)的智能PID控制器,包括模糊PID、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID、專(zhuān)家PID控制器及基于遺傳算法的PID控制器等進(jìn)行了綜述。 密 封 線 智能PID控制綜述摘要 傳統(tǒng)的PID控制應(yīng)用于復(fù)雜的實(shí)際系統(tǒng)時(shí)存在一定的局限性，因而智能PID控制器是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。融合了先進(jìn)智能控制思想和傳統(tǒng)PID構(gòu)成的智能PID控制器則具有更加良好的特性。關(guān)鍵詞 PID控制器 智能控制 智能PID一、引言PID控制[110,5152]作為經(jīng)典控制算法中的典型代表，是一種傳統(tǒng)的控制方式。PID控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)物理意義明確和魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)。為積分系數(shù)；為微分系數(shù)。系統(tǒng)的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度同呈正相關(guān)，但過(guò)大則會(huì)產(chǎn)生超調(diào)，使系統(tǒng)不穩(wěn)定，過(guò)小則會(huì)使響應(yīng)速度變慢，使系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性變壞。越大，系統(tǒng)靜差就會(huì)越快消除。過(guò)小則會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差不易消除，影響調(diào)節(jié)精度。但過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，抗干擾性能降低。在控制理論和技術(shù)飛速發(fā)展的今天，工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域仍有近90%的回路在應(yīng)用PID控制策略。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，許多被控過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，具有高度非線性、時(shí)變不確定性和純滯后等特點(diǎn)。這就要求在PID控制中，不僅PID參數(shù)的整定不依賴(lài)于對(duì)象數(shù)學(xué)模型，并且PID參數(shù)能夠在線調(diào)整，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求。近年來(lái)，智能控制[1116,53]無(wú)論是理論上還是應(yīng)用技術(shù)上均得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨之不斷涌現(xiàn)將智能控制方法和常規(guī)PID控制方法融合在一起的新方法，形成了許多形式的智能PID控制器。首先，它具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織的能力， 能夠自動(dòng)辨識(shí)被控過(guò)程參數(shù)、自動(dòng)整定控制參數(shù)、能夠適應(yīng)被控過(guò)程參數(shù)的變化；其次，它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、可靠性高、為現(xiàn)場(chǎng)工程設(shè)計(jì)人員所熟悉等特點(diǎn)。文中主要介紹幾種智能PID 控制器的常見(jiàn)構(gòu)成形式，并分析各自的特點(diǎn)?？v觀近年來(lái)智能PID控制的發(fā)展，可以大致歸納出以下特點(diǎn)：智能復(fù)合控制成為提供和改善智能控制性能的有效途徑，并成為研究的重點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]將遺傳算法、模糊控制和免疫反饋機(jī)理與傳統(tǒng)的PID控制相結(jié)合，提出了基于遺傳整定的模糊免疫PID控制算法并將它應(yīng)用在雙容液位系統(tǒng)的控制中。國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物 Control Engineering Practice和IEEE Control Systems Magazine 分別于2001和2006年出版了PID控制特輯。國(guó)際著名控制理論學(xué)者ASTROM 教授指出, PID控制器在未來(lái)的控制工程中扔將繼續(xù)扮演重要的角色，同時(shí)將成為各種復(fù)雜控制器的基本單元。在理論研究特別在應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)與國(guó)外差距明顯。 而國(guó)內(nèi)重復(fù)研究的多，創(chuàng)造性研究的少,停留于仿真成果
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