基于MATLAB环境下智能PID纠偏控制算法的仿真分析.pdf

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1、2010年第6期·控制与检测·文章编号：lOOl一2265(2010)06—0043—03基于MATLAB环境下智能PID纠偏控制算法的仿真分析张卓，贾晨辉(河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003)摘要：带材纠偏工程中存在超调、临界震荡、精度不高等问题，反复的参数调试工作效率低。文章主要给出了在Matlab环境下，对智能PID纠偏控制算法的设计和仿真，实现了控制参数的优化和仿真验证，以提高算法应用效率和控制精度。关键词：Matlab；智能PID；纠偏控制中图分类号：TH16；TG65文献标识码

2、：ASimulationAnalysisofIntelligentPIDCorrctiveControlAlgorithmBasedonMATLABZHANGZhuo．JIAChen—hui(MechanicalandElectricalEngineeringofHenanUniversityofScinceandTechnology，LuoyangHenan471003，China)Abstract：Thereareovershootcriticalshocknothighprecisionprob

3、lemsatthestripofcorrectionworks，theparametersrepeatedisineficient．thispaprepresentsthedesignandsimulationofintelligentPIDcorctivecontrolalgorithmbasedonMATLABachievingtheoptimizationofcontrolparametersandsimulationauhenti-cationalgorithmapplicationefici

4、encyandcontrolprecisionareimproved．Keywords：Matlab；IntelligentPID；DeviationControlO引言基础。它是对系统动态性能的描述和表达，揭示系统运动的本质，准确地建立系统的模型是一项十分重要跑偏问题在带材收放过程中突出存在，严重影响的工作。系统模型建立的主要任务是确定系统模型的到生产质量和效率。纠偏控制自然成为我们研究的现结构和参数。控制系统的框图如图1所示。实问题，而高精度的控制算法开发研究是高质量控制的核心。在实践中带材纠偏存

5、在难以克服的超调、临界震荡、精度不高等问题，对系统的调试工作繁重而且存在很多不确定性，传统的控制算法不能解决这些问图1控制系统框图题，不能满足工业实践的需求。根据相关规律得到系统的总传递函数(Trandfer智能控制和常规PID相结合，形成智能PID控制，Fcn)为：在自动控制领域受到广泛的关注，通过近十年的研究探索，逐步形成了不同特色的控制算法，并在工业实践中得到广泛运用，取得了良好的效果。为了消除PID参数调整带来的繁琐工作，克服参根据系统的工作情况和参考文献带人对应参数得到系数调整的不确定性，寻

6、求到最佳参数，解决以上问题，统的传递函数：本文给出了在Matlab环境下，对智能PID纠偏控制算X(S)2536．35法的设计和仿真，实现了控制参数的优化和仿真验证，一(2)(s)0．0l37s+1．1s+73s取得良好效果。1．2系统的稳定性分析1控制系统的数学建模设计或创建系统时，系统的稳定性是首要条件，1．1系统传递函数只有系统稳定才可能进一步研究系统的其他问题。所纠偏控制系统的数学模型是系统响应分析综合的以，设计或创建系统的首要环节就是进行稳定性分收稿日期：2009—12—21作者简介：张卓(

7、1984一)，男，河南商丘人，河南科技大学硕士，研究方向为机械制造过程监控及检测技术，(E—mail)zizhuo800@163．com。·43··控制与检测·组合机床与自动化加工技术析。下面在Matlab下对系统传递函数进行稳定性仿真StepResponse分析。

8、I编写Matlab仿真程序如下：{{nllm=[2536．35]；⋯⋯⋯”⋯⋯⋯：}t'h_一⋯⋯-』＼／den=[0．0l371．1730]；fsys=tf(Bum，den)；f[Gm，Pm，Wcp，Wcg]=margin(sys)；／

9、margin(sys)／title(BodeDiagram，ylabel(Magnitude')gridonxlabel(Frequency0；Time(sec)y

10、abel(Phase')；图3系统的单位阶跃相应执行上面的M文件之后，得到频率的性能指标，如下：智能控制(IntelligentControl-IC)实质是基于受模值稳定裕度：Gm=2．3109控对象和控制规律的各种认识，并以智能的方式利用即20logl0(2．3109)=7．2756dB这