《自整定pid控制的理論、軟件及應用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、上海交通大學博士學位論文自整定PID控制的理論、軟件及應用研究姓名：徐江華申請學位級別：博士專業(yè)：控制理論與控制工程指導教師：邵惠鶴20040401上海交通大學博士學位論文自整定PID控制的理論軟件及應用研究摘要比例積分微分PID是在工業(yè)過程控制中最常見的一種控制算法由于PID控制算法簡單在實際中容易被理解和實現因此它被廣泛應用于化工冶金機械熱工和輕工等工業(yè)過程控制系統(tǒng)中許多高級控制都是以PID控制為基礎的但PID參數的整定一般需要經驗豐富的工程技術人員來完成既耗時又耗力加之實際系統(tǒng)千差萬別又有滯后非線性等因素使PID參數的整定有一定的難度致使許多PID控

2、制器沒能整定的很好這樣的系統(tǒng)自然無法工作在令人滿意的狀態(tài)因此研究自整定PID控制具有重要意義論文主要研究了基于繼電反饋的辨識方法和基于魯棒性能指標的PID控制器整定方法同時將兩種方法有機地結合起來給出了適用于不同過程對象的PID控制器自整定方法下面簡要介紹論文的主要工作和貢獻1.提出了適用于自衡過程的幾種改進型PI/PID控制器自整定方法首先給出了一種具有抗負載擾動能力的改進型繼電反饋方法在標準繼電反饋實驗中一旦出現幅值較大的負載擾動過程輸出不會產生振蕩在改進型繼電反饋實驗中無論出現多大幅值的負載擾動過程輸出依然能夠產生振蕩因而可以克服標準繼電反饋方法存在

3、的缺陷接著根據一種最優(yōu)PI控制器的整定方法提出了一種基于改進型繼電反饋的辨識方法將二者相結合起來構成了一種自整定PI控制器該自整定PI控制器克服了著名的AstromHagglund方法存在的一些問題并且給出了滿意的控制效果最后提出了一種PID控制器自整定方法該方法引入兩種繼電反饋實驗辨識出過程對象的二階加純滯后模型然后基于魯棒性能指標設計PID控制器提出的PID控制器自整定方法適用于廣泛的被控對象2.提出了幾種積分過程和不穩(wěn)定過程的PID控制器自整定方法針對積分過程和不穩(wěn)定過程給出了簡單實用的PID控制器自整定方法PID自整定方法首先需要辨識出對象的低階加

4、純滯后模型然后根據模型基于魯棒性能指標設計PID控制器積分過程的模型是通過矩形脈沖響應和標準繼電反饋實驗辨識出來的不穩(wěn)定過程的模型是通過偏置繼電反饋實驗辨識出來的PID控制器整定方法的主要思想是采用雙回路控制結構和基于魯棒性能指標的控制器設計方法從而可以克服傳統(tǒng)PID控制器在結構上存在的局限性,最終通過簡化控制結構得到了設定值加權PID控制器參數的整定公式仿真結果表明了提出的PID控制器自整定方法的有效性和實用性3.提出了基于魯棒性能指標的大滯后過程PI控制器整定方法針對較難控制的大滯后過程提出了一種簡單的PI控制器整定方法首先引入偏置繼電反饋辨識出一個一

5、階加純滯后模型,然后基于魯棒性能指標設計PI控制器PI控制器對上海交通大學博士學位論文于大滯后過程具有較好的控制效果4.結合十五863項目復雜工業(yè)過程的先進控制技術與軟件中PID參數自整定的應用研究子項的研究基礎上開發(fā)了具有自主知識產權的基于ADAM5510的PID參數自整定系統(tǒng)將改進的PID參數自整定方法應用到PID控制器中使PID控制器參數的整定更加快速有效目前已經將成果進行了軟件產品的申報已獲軟件產品登記證書證書號滬DGY-2002-02625.工業(yè)以太網是一種新興的基于網絡的控制系統(tǒng)基于TCP/IP協(xié)議的工業(yè)以太網使得整個網絡只有一種通訊協(xié)議可以滿

6、足控制系統(tǒng)各個層次的要求可以便捷地訪問遠程系統(tǒng)或與Internet連接從而能夠實現辦公自動化網絡與工業(yè)控制網絡的無縫連接PID控制在工業(yè)過程控制中廣泛應用它的參數自整定技術在現場備受歡迎將PID自整定技術和工業(yè)以太網技術相結合建立了基于工業(yè)以太網的PID參數自整定系統(tǒng)并且實現了論文中提出的幾種積分過程PID控制器自整定方法6.將論文中提及的PID控制器自整定方法在實際工業(yè)過程中進行應用在自行開發(fā)的生物發(fā)酵罐自動控制系統(tǒng)中將PID自整定技術應用于轉速自動控制中并給出了實際運行結果實際運行結果表明PID自整定技術可以快速地整定出PID參數并且整定后的PID控制

7、器具有良好的控制效果因此PID自整定技術在實際工業(yè)應用中具有重要意義關鍵詞PI/PID控制繼電反饋辨識自整定工業(yè)過程魯棒性能指標負載擾動ADAM5510工業(yè)以太網生物發(fā)酵罐轉速控制上海交通大學博士學位論文Auto-tuningPIDControlTheory,SoftwarePackageandIndustrialApplicationAbstractThePIDcontrolisthemostcommoncontrolalgorithm.PIDcontroliswidelyappliedonchemical,metallurgical,mechanica

8、l,thermoelectricalandlightindustr