基于ITAE指標(biāo)模糊分級(jí)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(jiǎn)單、魯棒性好、可靠性高等優(yōu)勢(shì),被大范圍的應(yīng)用在過程控制和運(yùn)動(dòng)控制中。目前國內(nèi)外對(duì) PID控制器的整定研究水平已經(jīng)達(dá)到很高的程度,但是理論研究往往與實(shí)踐有很大的差別,真正用到實(shí)際工業(yè)的整定參數(shù)通常還是不能達(dá)到令人滿意的效果。為了簡(jiǎn)便快捷的滿足獲取到不同系統(tǒng)性能效果的培訓(xùn)和教學(xué)環(huán)境要求的期望,實(shí)現(xiàn)減少整定過程中試湊的時(shí)間,本課題研究了以ITA E為性能指標(biāo),對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行模糊分級(jí),使尋找的不同級(jí)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(xué)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(shí)域模型,實(shí)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(diǎn)分布對(duì)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(zhǎng)窮舉法模糊分級(jí)法,即是在規(guī)定的三個(gè) PID參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行窮舉計(jì)算,將計(jì)算的誤差積分型指標(biāo)(ITAE)進(jìn)行模糊分級(jí)比較,大致分成四個(gè)區(qū)間,

3、并在規(guī)定的這四個(gè)區(qū)間,對(duì)該誤差積分性能指標(biāo)對(duì)應(yīng)參數(shù)空間的PID參數(shù)加上級(jí)別屬性,“好”,“較好”,“較差”和“差”這四個(gè)等級(jí)。再從中選擇4組參數(shù)組合,能夠得到預(yù)期的等概率分布于這四個(gè)等級(jí)中不同性能指標(biāo)的現(xiàn)象。
　　實(shí)驗(yàn)室中已配置小功率數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)控制器,可通過編程將所得的12個(gè)參數(shù)編入代碼,驗(yàn)證所得出的組合是否能夠達(dá)到等概率分布的實(shí)驗(yàn)效果。本文中借助MATLAB軟件的GUI工具,使整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視化,能夠更直觀的觀測(cè)出得