直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【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)化直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析摘要：針對傳統(tǒng)PID控制器參數(shù)的整定的缺陷，提出利用PSO算法對PID參數(shù)進(jìn)行整定。在介紹PSO原理的基礎(chǔ)上，總結(jié)了PID控制器參數(shù)的優(yōu)化過程，通過PSO算法及其改進(jìn)算法對工業(yè)上典型被控對象進(jìn)行了PID參數(shù)的優(yōu)化，與傳統(tǒng)PID控制器參數(shù)整定方法進(jìn)行了對比分析，表明PSO算法及其改進(jìn)算法比傳統(tǒng)工程控制方法能獲

2、得更好的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，有更快的跟隨性與魯棒性。關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)控制系統(tǒng)粒子群優(yōu)化算法PID控制器1.1.背景背景直流電動(dòng)機(jī)因其特性能在比較廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在工業(yè)控制中，其調(diào)速控制系統(tǒng)占據(jù)重要的地位，而直流調(diào)速控制系統(tǒng)中最典型一種調(diào)速系統(tǒng)就是轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)?，F(xiàn)在直流調(diào)速理論發(fā)展得比較成熟但要真正設(shè)計(jì)好一個(gè)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)并應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)卻有一定的難度[1]在工業(yè)過程工程中PID控制器因結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性好和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)

3、所以得到廣泛的應(yīng)用。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)最主要的是對PID控制器參數(shù)的整定根據(jù)各個(gè)被控過程的特性來確定PID控制器的參數(shù)大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類:一是理論數(shù)值計(jì)算整定，它主要是通過所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理論上的數(shù)值計(jì)算來確定控制器的參數(shù)。不過，這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)必須在實(shí)際工程中進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)都需要在實(shí)

4、際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善[2]。2.PID2.PID控制器參數(shù)整定的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢控制器參數(shù)整定的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢PID控制器自產(chǎn)生以來一直是工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣，也是最成熟的控制器。目前絕大多數(shù)工業(yè)控制器都是PID控制器或其改進(jìn)型。然而，在越來越復(fù)雜的工業(yè)過程中，常常難以確定其精確數(shù)學(xué)模型，無法從理論上準(zhǔn)確設(shè)計(jì)PID控制器的相應(yīng)參數(shù)。此外，在實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)場中，由于控制過程十分復(fù)雜，具有高度的非線性性和時(shí)變性，而且存在噪音和負(fù)

5、載干擾因素，傳統(tǒng)PID參數(shù)設(shè)計(jì)方法往往整定不良，性能欠佳，對運(yùn)行工況的適應(yīng)性較差，難以滿足對生產(chǎn)過程的控制性能和產(chǎn)品質(zhì)量的要求。所以對PID參數(shù)的選擇，要同時(shí)考慮對象的數(shù)學(xué)模型和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)[3]。目前存在許多傳統(tǒng)的PID參數(shù)整定方法，如經(jīng)驗(yàn)整定法，臨界比例法、飛升曲線法、衰減曲線法等等，雖然這些方法在實(shí)際控制中普遍使用，但是整定的控制性能指標(biāo)不理想，隨著智能計(jì)算科學(xué)的逐步興起，智能優(yōu)化算法在PID參數(shù)整定中取得了傳統(tǒng)優(yōu)化算法無法比擬的結(jié)果

6、，如采用蟻群PSO算法及其改進(jìn)的PSO算法優(yōu)化PID參數(shù)的基本方式有兩種，即離線計(jì)算和在線計(jì)算。當(dāng)對象的數(shù)學(xué)模型已知且為線性定常系統(tǒng)時(shí)，用離線計(jì)算較好，但它與傳統(tǒng)的參數(shù)整定方法一樣，在確定參數(shù)后，整個(gè)動(dòng)態(tài)控制過程中，其參數(shù)是不能變的，極大制約了PID控制特性。在線計(jì)算在動(dòng)態(tài)過程的每一步都進(jìn)行PID參數(shù)的尋優(yōu)計(jì)算，使其具有專家PID的控制特性。4.4.總結(jié)總結(jié)PSO算法是一種新型的演化計(jì)算方法，其算法簡單，參數(shù)較少，優(yōu)化性能好。通過分析其

7、優(yōu)化的原理，給出了一種PSO算法的改進(jìn)策略，并將改進(jìn)PSO算法應(yīng)用于PID參數(shù)整定中，獲得了良好的優(yōu)化效果和很好的收斂性。與傳統(tǒng)PID參數(shù)整定方法相比，采用改進(jìn)的PSO算法對PID參數(shù)進(jìn)行整定，控制器的控制效果更佳[12]。主要參考文獻(xiàn)：主要參考文獻(xiàn)：1.ChaoouWeixingLinComparisonbetweenPSOGAfParametersProceedingsofthe2006IEEEinternationalConfer

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