PID参数整定算法研究和仿真分析.doc

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1、PID参数整定算法研究及仿真分析摘要在控制工程实践中，PID控制是应用最为广泛的一种控制策略。PID参数的最佳整定对确保控制系统的控制品质起着至关重要的作用，只有整定出与被控对象动态特性相匹配的PID参数，才能满足控制系统的要求。然而，至今控制系统的PID参数整定工作无论是在国还是在国外的控制工程实践中，主要采用的还是人工整定法。这使得PID参数的整定工作不仅费时，而且难以保证控制系统性能最佳，尤其是对于被控对象特性随工况发生变化的系统，PID参数人工整定法更不能满足系统的要求。因此，对PID参数自整定的研究就提到了议事日程。随着控制理论的飞速发展和先进控制设备DCS的采用，为解决PID参数自

2、整定的研究提供了契机。本论文深入研究了PID控制理论和重新分析了PID控制器的控制机理，在此基础上综述和讨论了现有的PID参数整定方法和近年来的发展状况。按照简单、易用、直观的参数整定原则及切实改善系统控制性能的参数整定目的，分别探讨了PID控制器的参数自整定算法中的离散模型的控制器参数整定和基于传递函数模型的控制器参数整定，在此基础上对PID的参数整定有了进一步的了解。最后是对Ziegler-Nichols方法整定PID的连续和离散的两种情进行了仿真研究。仿真试验验证了该PID参数的自整定算法正确，具有一定的先进性和实用性，充分考虑了工业控制中各种被控对象的特点及差异，在实践上易于工程实际应

3、用，能满足控制系统的要求。关键词:PID参数,PID控制器,PID控制，参数自整定，仿真PIDparameterssettingalgorithmsandsimulationanalysisABSTRACTProportional-Integral-Derivative(PID)isoneofthemostwidelyusedcontrolstrategiesintheprocesscontrolengineeringpractice.ThebesttuningparametersofPIDhasacrucialeffectoncontrolperformance.Thedesiredrequ

4、irementsoncontrolsystemcanbemetaslongasthePIDparametersaccommodatedwiththeprocessdynamicsareobtained.However,theartificialmethodsfortuningPIDparametersaresofarappliedcommonlyregardlessofinthedomesticoroverseasprocesscontrolengineeringpractice,whichcausethePIDtuningjobextremelytime-consumingandcannot

5、assureofthebestcontrolsystemperformancesconsequently,particularlyforthesetimevariantprocesses.Hence,theresearchonautomatictuningandadaptationtechnologiesforPIDcontrolisontheagenda.Furthermore,therapiddevelopmentofcontroltheoryandtheapplicationofadvancedcontrolequipmentDCSprovideanopportunityforPIDpa

6、rameterstuning.ThispaperfurtherstudiesthePIDcontroltheoryandanalysisofthecontrolmechanism,PIDcontrollerbasedonreviewedanddiscussedtheexistingPIDparameterssettingmethodandrecentdevelopmentstatus.Accordingtothesimpleandeasyandintuitiveparametersettingprinciplesandeffectivelyimprovethesystemcontrolperf

7、ormanceparametersettingpurpose,thispaperprobesintothePIDcontrollerauto-tuningparametersofdiscretemodelcontrollerparametersettingandthecontrollerbasedonthetransferfunctionmodelparametersetting,basedonP