智能控制中pid控制器的運(yùn)用及其仿真【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化智能控制中智能控制中PIDPID控制器的運(yùn)用及其仿真控制器的運(yùn)用及其仿真當(dāng)今的自動(dòng)控制技術(shù)都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個(gè)部分：測(cè)量、比較和執(zhí)行。測(cè)量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是，做出正確的測(cè)量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。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多年歷史，現(xiàn)在仍

2、然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。然而由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程日益復(fù)雜，被控對(duì)象往往具有不同程度的非線性模型不確定性和參數(shù)時(shí)變性，常規(guī)的PID控制對(duì)過程的精確控制則顯得力不從心。所以隨著控制系統(tǒng)的發(fā)展，智能控制在近年來得到了長足的發(fā)展。將智能控制和常規(guī)的PID控制方法相結(jié)合，利用智能控制對(duì)PID控制的參數(shù)進(jìn)行整定，形成了許多智能PID控制器。智能PID控制器不

3、但具有傳統(tǒng)PID控制直觀實(shí)現(xiàn)簡單和魯棒性好等特點(diǎn)，而且智能控制具有對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行有效的全局控制的能力和自學(xué)習(xí)自組織和自適應(yīng)能力。PID控制是控制工程中技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的一種控制策略，經(jīng)過長期的工程實(shí)踐，已形成了一套完整的控制方法和典型的結(jié)構(gòu)。它不僅適用于數(shù)學(xué)模型已知的控制系統(tǒng)中，而且對(duì)于大多數(shù)數(shù)學(xué)模型難以確定的工業(yè)過程也可應(yīng)用，在眾多工業(yè)過程控制中取得了滿意的應(yīng)果。在當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志的條件下

4、，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口。控制器的輸出經(jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器、變送器、通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。目前，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

5、泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(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(dòng)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)。制的外環(huán)決策選取機(jī)構(gòu)來選擇控制動(dòng)作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力進(jìn)行在線的模式識(shí)別處理那些可能是殘缺不全的信息。同樣的，在電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中，智能控制同樣廣泛應(yīng)用著。在電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等電機(jī)電器設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行、控制是一個(gè)復(fù)雜的過程當(dāng)

6、前電氣工作者將人工智能技術(shù)引入到電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障診斷及控制中取得了良好的控制效果。遺傳算法是一種先進(jìn)的優(yōu)化算法采用此方法來對(duì)電器設(shè)備的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化可以降低成本縮短計(jì)算時(shí)間提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。而模糊邏輯、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制技術(shù)則廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備故障診斷。同樣在電力電子學(xué)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中智能控制在電流控制PWM技術(shù)中的應(yīng)用是具有代表性的技術(shù)應(yīng)用方向之一也是研究的新熱點(diǎn)之一。PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心

7、內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法大體分為兩大類：一是理論計(jì)算整定法，依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。然而此方法得到的結(jié)果不一定可以直接應(yīng)用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，其主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，具有方法簡單、易于把握的特點(diǎn)而在在工程實(shí)際中具有廣泛的采用。MATLAB語言是當(dāng)今國際控制界最為流行的控制系

8、統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)語言，它的出現(xiàn)為控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)帶來了全新的手段。其中圖形交互式的模型輸入計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境SIMULINK，為MATLAB應(yīng)用的進(jìn)一步推廣起到了積極的推動(dòng)作用?，F(xiàn)在，MATLAB語言已經(jīng)全世界廣泛應(yīng)用，成為控制系統(tǒng)CAD領(lǐng)域最普及、也是最受歡迎的軟件環(huán)境。MATLAB的功能強(qiáng)大可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域更可以研究當(dāng)前熱點(diǎn)學(xué)科內(nèi)容。在自動(dòng)化專業(yè)實(shí)際中仿真技術(shù)是非常必要的通過仿真技術(shù)可以對(duì)提高對(duì)運(yùn)動(dòng)、控制系統(tǒng)的理解和掌握

9、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和專業(yè)知識(shí)對(duì)提高自身分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)自身的科研能力有一定意義。MATLAB提供了良好的人機(jī)交換界面和功能完備的設(shè)計(jì)工具并具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算能力利用MATLAB中的工具箱設(shè)計(jì)控制器具有著靈活、方便可視性強(qiáng)的特點(diǎn)。在SIMULINK環(huán)境中可以非常直觀地構(gòu)建各種復(fù)雜控制系統(tǒng)并觀察其控制效果對(duì)實(shí)際控制具有重要指導(dǎo)意義。隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能PID控制器技術(shù)將不斷的完善，智能控制與PID控制有機(jī)結(jié)合，是智能