PID控制简述及发展

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1、93月2014年10月PID控制简述及发展DOI：10.3901/JME.2014.10.008PID控制简述及发展1(1.机械工程学院)摘要：PID控制是自动控制中出现最早、应用最广的一种控制方法。过程控制系统广泛采用PID控制，它们的性能直接关系到生产过程的平稳运行与产品的最终质量，因而其优化设计具有重要的价值。现代智能PID控制是将自适应控制、最优控制、预测控制、鲁棒控制和智能控制策略引入到传统PID控制中的一种新型PID控制。本文回顾了PID控制器的发展历程，介绍了基于模糊控制、专家系统、遗传算法和神经网的智能PID控制器的研究现状并对PID控制今后的发展进

2、行了展望。关键词：PID控制；智能PID中图分类号：TG156ABriefIntroductionandDevelopmentofPIDControlLIXin1(1.CollegeofMechanicalEngineering,YanShanUniversity,Qinhuangdao066000)Abstract：PIDcontrolistheearliest,themostwidelyusedinautomaticcontrolofakindofcontrolmethod.ProcesscontrolsystemwidelyadoptedPIDcontrol,

3、theirperformanceisdirectlyrelatedtothesmoothrunningoftheproductionprocessandthefinalqualityofproducts,anditsoptimizationdesignisofgreatvalue.ModernintelligentPIDcontrolistheadaptivecontrol,optimalcontrol,predictivecontrol,robustcontrolandintelligentcontrolstrategyisintroducedintothetra

4、ditionalPIDcontrol,anewtypeofPIDcontrol.ThisarticlereviewsthedevelopmentcourseofPIDcontroller，presentssomeintelligentPIDcontrollerbasedonFuzzy-control,Expert-system,Genetic-algorithmandNeural-network,thenprospectedthefuturedevelopmentofintelligentPIDcontroller.Keywords：PIDcontrol;Intel

5、ligentPID93月2014年10月PID控制简述及发展0前言*国家自然科学基金资助项目(11202128)收到初稿，20140912收到修改稿PID调节器及其改进型是在工业控制中最常见的控制器。PID控制中一个关键的问题便是PID对参数的整定，使PID控制系统达到所期望的控制性能。但是在实际的应用中，许多被控过程机理复杂，具有高度非线性、时变不确定性和纯滞后等特点，特别是在噪声、负载扰动等因素的影响下，过程参数甚至模型结构均会随时间和工作环境的变化而变化。DESBOROUGH和Mn.T.RR在2002年的一次统计报告中指出，目前在美国有超11600个具有PID

6、控制器结构的调节器广泛应用于工业控制领域中，有超过97%的反馈回路采用了PID控制算法[1]，甚至在一些复杂的控制律中，其基本控制层采用的仍然是控制算法。然而，只有近1/3的PID控制器在实际应用程中取得了令人满意的控制效果，有2/3的PID控制系统的控制性能达不到用户所期望的要求。这给控制理论研究和应用带来了前所来有的机遇和桃战。智能控制是控制理论、人工智能、信息论和运筹学等多方而综合而成的交叉学科[2]93月2014年10月PID控制简述及发展，主要用于处理两大类问题：难以用数学模型进行准确描述的大规模和复杂非线性系统，需要引入人为因素才能进行有效控制;控制目标

7、通常需要分解成多个子任务的系统。智能PID控制器吸收了智能控制与常规PID控制两者的优点[3]。首先，它具备自学习、自适应、自组织的能力，能够自动辨识被控过程参数、自动整定控制参数，能够适应被控过程参数的变化;其次，它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高、为现场工程设计人员所熟悉等特点。正是这两大优势，使得智能PID控制成为众多过程控制中一种较理想的控制装置。因此，人们开始较多地关注比较流行的几种智能PID控制器，考察它们的构成形式、各自特点和未来发展趋势。1PID控制的发展在工业过程控制中，PID控制是历史最悠久，生命力最强的控制方式。它是迄今为