自整定PID控制器的研究.pdf

1、PID控制是目前工業(yè)過程控制中使用最廣泛的一種控制策略。PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、魯棒性強(qiáng)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。至今，幾乎所有的工業(yè)過程中都采用PID控制或改進(jìn)型PID控制方法。然而實(shí)際生產(chǎn)過程中PID控制器參數(shù)的整定非常麻煩，加之被控對(duì)象千差萬(wàn)別，又有滯后，非線性等因素，致使許多PID控制器沒有得到很好的整定，這樣自然無(wú)法達(dá)到令人滿意的效果。本文的主要工作是針對(duì)控制器的參數(shù)自整定問題，研究三個(gè)方面的內(nèi)容：過程模型的繼電反饋辨識(shí)和

2、基于靈敏度PI控制器的設(shè)計(jì)。
　　 (1)過程模型參數(shù)的繼電反饋辨識(shí)。本文研究控制器參數(shù)整定方法是模型相關(guān)的，基本步驟：首先選取能代表一般過程的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，最后以模型為基礎(chǔ)進(jìn)行控制器參數(shù)的整定。本文選用一階純滯后模型(FOPDT)和二階純滯后模型(SOPDT)作為對(duì)象模型。對(duì)FOPDT模型的辨識(shí)，用帶有偏置的繼電特性和串有積分環(huán)節(jié)的理想繼電進(jìn)行兩次連續(xù)的測(cè)試，第一次測(cè)試求出過程靜態(tài)增益K，第二次測(cè)試得

3、到Nyquist曲線與負(fù)虛軸交點(diǎn)的頻率特性信息，據(jù)此計(jì)算出另外兩個(gè)參數(shù)T和L。對(duì)SOPDT模型的辨識(shí)，采用理想繼電反饋特性和串有積分環(huán)節(jié)的理想繼電特性進(jìn)行兩次連續(xù)的測(cè)試，分別得到Nyquist曲線與負(fù)實(shí)軸、負(fù)虛軸交點(diǎn)的頻率特性信息，然后據(jù)此計(jì)算得到a，b，c，L四個(gè)模型參數(shù)。
　　 (2)基于靈敏度的PI控制器設(shè)計(jì)。靈敏度是一種魯棒性指標(biāo)，它表示臨界點(diǎn)(-1, j0)到開環(huán)Nyquist曲線最短距離的倒數(shù)。本文基于靈敏度和積分誤