基于内模原理的pid控制器参数整定的研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要针对典型的工业过程对象，本文首先阐述了常规的PID控制器参数整定方法。然后从鲁棒控制的三个基本问题，即模型不确定性信息、鲁棒稳定性和性能指标、鲁棒控制器的设计入手，利用范数有界模型不确定性描述法设计出了基于内模控制原理的不确定系统的鲁棒控制器。本文将模型中的纯滞后环节采用二阶非对称Pade近似法并首次应用于FOPDT和SOPDT过程共八种系统中，并采用兼顾鲁棒性和性能的ISE-M整定方法导出了IMC-PID控制器的解析公式和滤波器参数整定结果。最后，将文中讨论的整定方法应用到火电厂增压流化床锅炉床温控制系统中并进行仿真研究，结果表明所设计的鲁棒控制系统

2、只有滤波器的时间常数是需要整定的参数，方法比较简单，并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。关键词：鲁棒性，内模控制，IMC．PID，参数不确定ABSTRACTThispaperfirstlytoexpatiatethecon31xlon—usedclassicalparameterstuningmethodsofPIDcontrollerfortherepresentativeindustryprocesstarget．Thepaperstartwiththreefundamen．talissuesofrobustcontrol，whichalemodeluncer

3、taintydescription，nominalperformance，robuststabilityandrobustperformanceanddesignanuncertainsystemsrobustcontrollerbasedontheinternalmodelcontrolprincipleusingthenorm-boundeduncertaintyregions．Thispaperusesthemethodofsecond-orderandunsymmetricalPadeapproximationtothedead—timeprocessintheinterna

4、lmodelanditisappliedtothree—parameteruncertaintyfirstorderprocesswithdeadtime(FOPDT)andfour-parameteruncertaintysecondorderprocesswithdeadtime(SOPDT)intheaccordinglyeightcontrolsystemsforthefirsttime．ThismethoddiscussthefilterparameterstuningresultandtheIMC—PIDcontrolleranalyticsolutionsbymeans

5、ofthemethodofISE-M．Finally,Thecomputersimulationresultsofthepressurizedfluidized-bedboilers’temperaturecontrolsystemshowthatrobustcontrolsystemissuperiortothegeneralmethodincontrolquality,robustnessandcapabilityofanti—interferenceandonlythetimeconstantofthefilterneedstobeadjusted．ZhuoYue(Contro

6、lTheoryandControlEngineering)DirectedbyViceProf．WangDongfengKEYWORDS：robustness，internalmodelcontrol，IMC—PID，uncertainparameter华北电力大学硕士学位论文摘要摘要针对典型的工业过程对象，本文首先阐述了常规的PID控制器参数整定方法。然后从鲁棒控制的三个基本问题，即模型不确定性信息、鲁棒稳定性和性能指标、鲁棒控制器的设计入手，利用范数有界模型不确定性描述法设计出了基于内模控制原理的不确定系统的鲁棒控制器。本文将模型中的纯滞后环节采用二阶非对称Pade近似法并首次应

7、用于FOPDT和SOPDT过程共八种系统中，并采用兼顾鲁棒性和性能的ISE-M整定方法导出了IMC-PID控制器的解析公式和滤波器参数整定结果。最后，将文中讨论的整定方法应用到火电厂增压流化床锅炉床温控制系统中并进行仿真研究，结果表明所设计的鲁棒控制系统只有滤波器的时间常数是需要整定的参数，方法比较简单，并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。关键词：鲁棒性，内模控制，IMC．PID，参数不确定ABSTRACTThispaperfirstl