面向批次过程的pid控制器设计与评价研究

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1、乂連禮＾义‘掌ＤＡＬＡＮＵＮＶＥＲＳＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＩＩ预±享恆巧文Ｍ乂ＳＴＥＲ乂ＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ３ＨＥ幽面向批次过程的ＷＤ控制器设计与评价研究控制理论与控制工程学科专业作者姓名连—鄕挪指导教师＿曼＿垫＿＿邀＿壞＿＿＿＿＿答辩２０１６年６月日期――ｉＩ硕：ｔ学位论文面向批次过程的ＰＩＤ控制器设计与评价研究ＤｅｓｉｎａｎｄＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＰＩＤＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒＢａｔｃｈＰｒｏｃ的Ｓｇ作者姓名；李柳柳学科、专业：控制

2、理论与控制工程学号：２１３０９０８１指导教师：夏浩教授－０５－０完成日期；２０１６１夫遠巧玉夫營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文本人在导师的指导下进行研究，是工作巧取得的成果。尽我巧知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果Ｉ也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明巧的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愚意承担相

3、关法律责任。学位论文题目：涵符泉ｂ巧逆着泣似始勒《巧计５巧巧妍充作者签名：；＾如？日期：心／《年＜月＇Ｚ日柳大连ｇｘ大学硕±学位论文摘要本文从批次内及批次间两个方面，研究了批次过程控制器的设计与评价问题。ｅｒｎａｏｄｅｏｎｏ首先介绍了Ｐ阻控制器的基本原理，着重介绍了基于内模法（ＩｎｔｌＭｌＣｔｒｌ，ＩＭＣ和直接综合法的ＰＩＤ控制器设计方法，导出了针对恃定模型的ＰＩＤ控制器参数表）达式－，并从定性和定量角度进行了仿真分析。对于传统ＭＣＰＩＤ算法无法兼顾系统快速响应及抑制系统响应超调量过大这两个性能指标的问题

4、，提出了改进算法。该算法通？义过引入两个参数／和〇，并与输出误差的平方建立关系来确定內模法中滤波器参数。对于在控制过程中过程模型失配等影响下的控制性能不佳的情况，通过被控过程在开环阶跃信号激励下的输入与暂态响应的关系一，将被控过程辨识为阶加滞后和二阶加滞后的过程模型，并通过辨识得到的新模型调节控制器的控制参数。仿真结果表明基于改进一内模法的ＰＩＤ控制器可Ｗ在定程度上将系统响应的快速性指标及系统响应超调量指标分别调节，解决了两个指标不可兼顾的问题。对于时间方向上的控制器性能评价问题，本文系统研巧了针对基于扰动的直接综合法和基于内模法

5、的ＰＩＤ控制器确定性性能指标：即误差绝对值积分（ＩＡＥ）和时间对绝一对误差乘积积分（ＩＴＡＥ）指标，分别推导了阶带滞后过程和二阶带滞后过程的ＩＡＥ、ＩＴＡＥ的理论解析表达式－ＰＩＤ，并利用仿真验证了各自的适用性。对于执行器饱和对ＩＭＣ控制器踞踪性能评价的影响，建立了执行器饱和值与控制器参数的关系，并通过反解法求得在执行器饱和时的最优ＩＭＣ－Ｐ瓜控制器参数值，给出了在此控制器下的ＩＡＥ最优。指标值，通过仿真验证了在执行器饱和时ＩＡＥ基准下限值的准确性最后，利用批次过程具有可重复性的特点，从二自由度ＰＥ）控制器设计角度引入迭一代学习控制，

6、进步提高对期望输出信号跟踪性能。关键词：ＰＩＤ控制器：内横控制：执行器饱和：迭代学习控制－－Ｉ面向批次过程的ＰＩＰ控制器设计与评价研巧ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＰＩＤＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒＢａｔｃｈＰｒｏｃｅｓｓＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｈａｓｂｅｅｎＳｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｆｒｏｍ化６ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｗｉｔｈｉｎｂａｔｃｈａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｂａｔｃｈｅｓ．Ｆｉ

7、ｒｓｔｌｔｈｅｒｉｎｃｉｌｅｏｆｔｈｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｎａｂｒｉｅｆｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｙ，ｐｐｔｈｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎｆｏｒｔｗｏｓｐｅｃｉａｌｒｏｃｅｓｓｍｏｄｅｌｓｗａｓｒｅｓｅｔｔｅｄｗｈｉｃｈｗｅｒｅｂａｓｅｄ０打ｐｐ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｄｅｌｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅ出ｒｅｃｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄ．ＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｉｖｅｎｔｏｇｉＵｕｓｔｒａ

8、ｔｅ化ｅｍａｏｒｆ