【硕士论文】基于继电反馈的PID控制器的参数整定.pdf

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1、上海交通大学硕士学位论文基于继电反馈的PID控制器的参数整定摘要随着工业生产的发展，于20世纪30年代，美国开始使用PID调节器，它比直接作用式调节器具有更好的控制效果，因而很快得到了工业界的认可。至今，在所有生产过程控制中，大部分的回路仍采用结构简单、鲁棒性强的PID控制或改进型PID控制策略。PID控制作为一种经典的控制方法，几乎遍及了整个工业自动化领域，是实际工业生产过程正常运行的基本保证；控制器的性能直接关系到生产过程的平稳高效运行以及产品的最终质量，因此控制系统的设计主要体现在控制器参数的整定上。随着计算机记住的飞跃发展和人工智能技术渗透到自动控制领域，近年来出现了各种

2、使用的PID控制器参数整定方法。作为最通用的控制方法，对PID的参数整定有许多方法；对于不同的控制要求、不同的系统先验知识，考虑用不同的方法；这些算法既要考虑到收敛性、直观、简单易用，还要综合负载干扰、过程变化的影响，并能根据尽可能少的信息和计算量，给出较好的结果。I上海交通大学硕士学位论文论文在较为全面地对PID控制器参数自整定方法的现状分析研究的基础上，针对基于继电器反馈自整定方法以及其应用的可行性进行了相关的研究：由于实际工业运行中系统工况条件存在的不确定性，系统的性能往往达不到设计要求，本文提出一种基于继电反馈测试的方法，在线测量实时控制系统的幅值裕度和相位裕度这两个频域

3、指标，并在此基础上对性能较差的系统进行PI控制器的参数调整，以保持系统的闭环性能；在此基础上，鉴于实际工业系统中的干扰因素很多，要求系统具有很强的抗干扰能力，引入基于继电反馈的串级系统结构，利用串级系统中主副回路特性的协调配合，采用两步整定法优化控制器参数，达到预期的频域性能指标。仿真试验均证明了本文方法的可靠性和有效性。最后是对本文工作的总结和展望。关键词：PID控制，继电反馈，频域指标，串级系统II上海交通大学硕士学位论文PIDControllerTuningBasedonRelay-feedbackTestABSTRACTWiththedevelopmentofindust

4、rialtechnology,PIDtuner,whichappearedin1930s,wasacceptedforitsbettercontrolperformancethandirect-actiontuner.Becauseofsimplestructureandstrongrobustness,PIDcontrollersandtrans-formativePIDcontrollershavebeenwidelyusedinindustrialcontrolsystems.Thecapabilityofcontrollerdirectlyinfluencesthequa

5、litiesofproducingprocessandproducts.Therefore,parametertuningofcontrollersisthemostimportantstepduringsystemdesign.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandartificialintelligenceinautomaticcontrolfield,auto-tuningPIDcontrollersbegantobeusedinrecentyears.ParametersofPIDcontrollerscanbeobtained

6、withvariousalgorithms.Excellentcontrolalgorithmsareastringent,intuitionisticandsimple.Loaddisturbanceandset-pointvarietyalsoneedtobeconsidered.III上海交通大学硕士学位论文Thisthesisstudiesvariousmethodsofparameterauto-tuningofPIDcontrollers.Furthermore,itfocusesonthefeasibilityofauto-tuningmethodsbasedonr

7、elay-feedback.Themainresultsobtainedinthisthesisareasfollows:Duetotheuncertaintyofprocess,thedesiredperformancealwayscannotachieve.Inthispaperarelayfeedbacktestapproachisproposedtoestimatethesystem’stwomeasurementsoffrequencydomain.AndPIparam