自整定PID控制器的研究.pdf

1、PID控制是目前工業(yè)過程控制中使用最廣泛的一種控制策略。PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、魯棒性強(qiáng)、操作方便等優(yōu)點。至今，幾乎所有的工業(yè)過程中都采用PID控制或改進(jìn)型PID控制方法。然而實際生產(chǎn)過程中PID控制器參數(shù)的整定非常麻煩，加之被控對象千差萬別，又有滯后，非線性等因素，致使許多PID控制器沒有得到很好的整定，這樣自然無法達(dá)到令人滿意的效果。本文的主要工作是針對控制器的參數(shù)自整定問題，研究三個方面的內(nèi)容：過程模型的繼電反饋辨識和

2、基于靈敏度PI控制器的設(shè)計。
　　 (1)過程模型參數(shù)的繼電反饋辨識。本文研究控制器參數(shù)整定方法是模型相關(guān)的，基本步驟：首先選取能代表一般過程的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型，然后對模型參數(shù)進(jìn)行辨識，最后以模型為基礎(chǔ)進(jìn)行控制器參數(shù)的整定。本文選用一階純滯后模型(FOPDT)和二階純滯后模型(SOPDT)作為對象模型。對FOPDT模型的辨識，用帶有偏置的繼電特性和串有積分環(huán)節(jié)的理想繼電進(jìn)行兩次連續(xù)的測試，第一次測試求出過程靜態(tài)增益K，第二次測試得

3、到Nyquist曲線與負(fù)虛軸交點的頻率特性信息，據(jù)此計算出另外兩個參數(shù)T和L。對SOPDT模型的辨識，采用理想繼電反饋特性和串有積分環(huán)節(jié)的理想繼電特性進(jìn)行兩次連續(xù)的測試，分別得到Nyquist曲線與負(fù)實軸、負(fù)虛軸交點的頻率特性信息，然后據(jù)此計算得到a，b，c，L四個模型參數(shù)。
　　 (2)基于靈敏度的PI控制器設(shè)計。靈敏度是一種魯棒性指標(biāo)，它表示臨界點(-1, j0)到開環(huán)Nyquist曲線最短距離的倒數(shù)。本文基于靈敏度和積分誤