PID控制器參數(shù)穩(wěn)定域與自調(diào)整技術(shù)的研究.pdf

1、PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程控制中。作為一種廣泛的控制率，PID控制技術(shù)一直是控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。
　　PID控制器參數(shù)的合理性直接影響系統(tǒng)的控制效果。近年來，各種 PID參數(shù)整定方法層出不窮。本文提出一種基于頻域分析法求取 PID控制器參數(shù)穩(wěn)定域的方法，即首先根據(jù)閉環(huán)穩(wěn)定性條件得到比例增益Kp的范圍，遍歷Kp取值，從而得到 Ki-Kd的二維穩(wěn)定域，重點(diǎn)針對(duì)線性時(shí)不變系統(tǒng)設(shè)計(jì)一階和

2、二階控制器，算法具有快速性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，并給出了該算法應(yīng)用的仿真實(shí)例。針對(duì)工業(yè)中常見時(shí)滯系統(tǒng)，對(duì)時(shí)滯環(huán)節(jié)進(jìn)行等效近似，結(jié)合頻域分析法可得到延時(shí)系統(tǒng) PID參數(shù)穩(wěn)定域。通過大量實(shí)驗(yàn)仿真表明各種近似方法對(duì)穩(wěn)定域具有不同的影響程度，其中，二階非對(duì)稱Pade近似獲得穩(wěn)定域的方法是最準(zhǔn)確的。
　　串級(jí)控制是一類雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)優(yōu)于單回路控制模式，能夠使系統(tǒng)獲得更好的性能指標(biāo)。本文對(duì)該類系統(tǒng) PID參數(shù)自調(diào)整技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先通

3、過穩(wěn)定域的方法設(shè)定 PID控制器初值并結(jié)合過程參數(shù)辨識(shí)出系統(tǒng)模型，最后根據(jù)IMC方法調(diào)整出滿足性能要求的控制器參數(shù)，仿真實(shí)例證明了該算法的有效性。
　　一般系統(tǒng)多采用 PID控制類型，但其不能抵抗復(fù)雜非線性等因素對(duì)系統(tǒng)的影響。為了滿足高精度和高可靠性要求，本文在線性 PID算法的基礎(chǔ)上結(jié)合非線性控制器及擾動(dòng)力矩觀測(cè)器，設(shè)計(jì)一種自抗擾的控制策略，達(dá)到了抑制非線性因素及未知擾動(dòng)的目的，并基于實(shí)驗(yàn)室兩慣量伺服系統(tǒng)模型驗(yàn)證了該算法的可行性