商用PID控制器研究

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1、摘要PID控制器是最早发展起来的控制策略Z-,因为它所涉及的设计算法和控制结构都是十分简单的，并且十分适用于工程应用背景，此外PID控制方案并不要求精确的受控对象的数学模型，且采用PID控制的效果一般是比较令人满意的，所以在工业实际应用屮，PID控制器是应用最为广泛的一种控制策略,也是历史最久、生命最强的基本控制方式。在今天的控制过程中，95%以上的控制回路采用的是PID控制。PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。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。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

2、和工作环境的变化而变化。这就要求在PID控制中，不仅PID参数的整定不依赖于对彖数学模型，并冃PID参数能够在线调整，以满足实时控制的要求。所以智能控制应运而生，其思想是解决PID参数在线调整问题的有效途径。本文着手分析了常规与智能PID控制器参数自整定方法，并进行了MATLAB仿真，比较分析其特性。关键词：PID控制参数自整定智能控制MATLAB仿真ABSTRACTPIDcontrollerisoneoftheearliestdevelopedcontrolstrategies.Thealgorithmandthestructureitinvolvesarever

3、ysimple,anditissoapplicabletotheengineering.Inaddition,PIDcontroldosenotrequiretheprecisemathematicalmodeloftheprocess,andtheeffectoftheuseofthePIDcontrollerisgenerallysatisfactory.SoPIDcontrolisoneofthemostwidelyusedcontrolstrategyinindustry,anditistheoldestandstrongestbasiccontrolmod

4、e.Inprocesscontroltoday,morethan95%ofthecontrolloopsareofPIDtype.ThePIDcontrollercanthusbesaidtobethe"breadandthebutter'5ofcontrolengineering.ThePIDcontrollerparameter-tuningisthecoreofthecontrolsystemdesign.Inactualusage,manymechanismstocontrolprocessarecomplexandhighlynonlinear,proce

5、ssuncertaintyandpureasthelag.Intheinfluenceofthenoiseandloaddisturbances,theprocessparametersorthemodelstructurewillchangewithtimeandworkingconditions.Thisrequiresthat,atthePIDcontrol,notonlythePIDparametersdon'tdependonmodels,butalsoPIDparameterscanbeadjustedinlinetomeetthereal-timeco

6、ntrol.Sointelligentcontrolonthescene,theideologicalaeffectivewaytosolvetheproblemofonlinePIDparametertuning.ThisarticleanalysestheconventionalandintelligentmethodsofPIDparameter-tuning,usesMATLABtosimulate.Moreovercomparativeanalysisisdone.Keywords:PIDcontrolParameter-tuningIntelligen

7、tcontrolMatlabsimulation目录第一章绪论11」研究背景11.2本文目的21.3本人主要工作2第二章PID控制算法及其发展32.1引言32.2常规PID控制32.2.1常规PID算法32.2.2比例，积分，微分三部分的作用42.2.3常规PID调节器在应用屮的局限性62.3智能PID控制62.3.1弓I言62.3.2模糊PID控制72.3.3神经网络PID控制92.3.4基于遗传算法的PID控制132.4小结14第三章PID控制器参数自整定方法173.1引言173.2PID控制器参数自整定原则173.3常规参数自整定方法183.2.1Z-N阶