基于ITAE指標模糊分級的等概率分布的控制參數(shù)整定方法研究.pdf

1、PID控制器以其算法簡單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)勢,被大范圍的應用在過程控制和運動控制中。目前國內(nèi)外對 PID控制器的整定研究水平已經(jīng)達到很高的程度,但是理論研究往往與實踐有很大的差別,真正用到實際工業(yè)的整定參數(shù)通常還是不能達到令人滿意的效果。為了簡便快捷的滿足獲取到不同系統(tǒng)性能效果的培訓和教學環(huán)境要求的期望,實現(xiàn)減少整定過程中試湊的時間,本課題研究了以ITA E為性能指標,對系統(tǒng)性能進行模糊分級,使尋找的不同級別屬性的參數(shù)組合滿足等概

2、率分布。
　　本文首先闡述了模擬PID控制器和數(shù)字PID控制的數(shù)學模型,以及利用拉普拉斯變換法建立單位反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的時域模型,實現(xiàn)控制系統(tǒng)的離散化。然后通過根軌跡法分析加入的 PID控制器的傳遞函數(shù),判別加入的零極點分布對系統(tǒng)性能的影響,并初步確定加入 Kp,Ti,Td參數(shù)范圍。然后在有限步長窮舉法模糊分級法,即是在規(guī)定的三個 PID參數(shù)范圍內(nèi)進行窮舉計算,將計算的誤差積分型指標(ITAE)進行模糊分級比較,大致分成四個區(qū)間,

3、并在規(guī)定的這四個區(qū)間,對該誤差積分性能指標對應參數(shù)空間的PID參數(shù)加上級別屬性,“好”,“較好”,“較差”和“差”這四個等級。再從中選擇4組參數(shù)組合,能夠得到預期的等概率分布于這四個等級中不同性能指標的現(xiàn)象。
　　實驗室中已配置小功率數(shù)字隨動系統(tǒng)控制器,可通過編程將所得的12個參數(shù)編入代碼,驗證所得出的組合是否能夠達到等概率分布的實驗效果。本文中借助MATLAB軟件的GUI工具,使整個計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)可視化,能夠更直觀的觀測出得