基于相關法系統(tǒng)辨識的PID參數(shù)優(yōu)化設計.pdf

1、常規(guī)PID控制作為一種傳統(tǒng)的控制方法,以其計算量小、實時性好,易于實現(xiàn)等特點廣泛應用于過程控制.然而在實際的應用中,許多被控過程機理復雜,具有高度非線性、時變性和不確定性等特點,在噪聲、負載擾動等因素的影響下,過程參數(shù)甚至模型結構均會隨時間和工作環(huán)境的變化而變化.此外,隨著現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的飛速發(fā)展,在進行過程控制系統(tǒng)設計時,除要求系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和動、靜態(tài)品質(zhì)指標外,還必須保證系統(tǒng)具有良好的魯棒性(Robustness).在這種情況

2、下,傳統(tǒng)的基于線性化的PID控制往往難以獲得最佳的控制效果.對PID控制器的設計和應用,核心問題是PID參數(shù)的整定.如何在被控對象的實際變化狀況下,解決靜態(tài)與動態(tài)性能之間、跟蹤設定值與抑制擾動之間、魯棒性與控制性能之間的矛盾,成為眾多研究者和生產(chǎn)者非常關注的課題.為了解決這個問題,人們提出了大量的理論和改進技術,眾多的PID參數(shù)整定方法不斷涌現(xiàn).該文以非線性控制系統(tǒng)PID參數(shù)整定為工程背景,以PID參數(shù)的優(yōu)化設計為目標,在分析和研究國內(nèi)

3、外PID參數(shù)先進整定方法的基礎上,運用相關分析實驗統(tǒng)計方法建立對象的數(shù)學模型——傳遞函數(shù),把PID參數(shù)設計問題轉(zhuǎn)化為一種非線性優(yōu)化設計問題,借助于約束條件下的優(yōu)化算法,以非線性最小平方指標為目標函數(shù),將非線性約束優(yōu)化算法同Simulink仿真技術相結合,找出符合控制系統(tǒng)品質(zhì)指標的一組調(diào)節(jié)參數(shù).對優(yōu)化設計作魯棒性仿真研究,通過二階模型和三階模型仿真實驗,比較不同的控制結果,驗證該優(yōu)化設計方法不僅使非線性系統(tǒng)滿足性能指標要求,具有良好的控制