智能控制中pid控制器的運用及其仿真【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述電氣工程與自動化電氣工程與自動化智能控制中智能控制中PIDPID控制器的運用及其仿真控制器的運用及其仿真當(dāng)今的自動控制技術(shù)都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執(zhí)行。測量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。這個理論和應(yīng)用自動控制的關(guān)鍵是，做出正確的測量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。PID（比例積分微分）控制器作為最早實用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍

2、然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。然而由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程日益復(fù)雜，被控對象往往具有不同程度的非線性模型不確定性和參數(shù)時變性，常規(guī)的PID控制對過程的精確控制則顯得力不從心。所以隨著控制系統(tǒng)的發(fā)展，智能控制在近年來得到了長足的發(fā)展。將智能控制和常規(guī)的PID控制方法相結(jié)合，利用智能控制對PID控制的參數(shù)進行整定，形成了許多智能PID控制器。智能PID控制器不

3、但具有傳統(tǒng)PID控制直觀實現(xiàn)簡單和魯棒性好等特點，而且智能控制具有對復(fù)雜系統(tǒng)進行有效的全局控制的能力和自學(xué)習(xí)自組織和自適應(yīng)能力。PID控制是控制工程中技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的一種控制策略，經(jīng)過長期的工程實踐，已形成了一套完整的控制方法和典型的結(jié)構(gòu)。它不僅適用于數(shù)學(xué)模型已知的控制系統(tǒng)中，而且對于大多數(shù)數(shù)學(xué)模型難以確定的工業(yè)過程也可應(yīng)用，在眾多工業(yè)過程控制中取得了滿意的應(yīng)果。在當(dāng)前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志的條件下

4、，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機構(gòu)﹑輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器、變送器、通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣

5、泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。制的外環(huán)決策選取機構(gòu)來選擇控制動作。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能和并行處理信息的能力進行在線的模式識別處理那些可能是殘缺不全的信息。同樣的，在電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中，智能控制同樣廣泛應(yīng)用著。在電力系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、電動機等電機電器設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、運行、控制是一個復(fù)雜的過程當(dāng)

6、前電氣工作者將人工智能技術(shù)引入到電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計、故障診斷及控制中取得了良好的控制效果。遺傳算法是一種先進的優(yōu)化算法采用此方法來對電器設(shè)備的設(shè)計進行優(yōu)化可以降低成本縮短計算時間提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量。而模糊邏輯、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制技術(shù)則廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備故障診斷。同樣在電力電子學(xué)的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中智能控制在電流控制PWM技術(shù)中的應(yīng)用是具有代表性的技術(shù)應(yīng)用方向之一也是研究的新熱點之一。PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心

7、內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法大體分為兩大類：一是理論計算整定法，依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。然而此方法得到的結(jié)果不一定可以直接應(yīng)用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，其主要依靠工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，具有方法簡單、易于把握的特點而在在工程實際中具有廣泛的采用。MATLAB語言是當(dāng)今國際控制界最為流行的控制系

8、統(tǒng)計算機輔助設(shè)計語言，它的出現(xiàn)為控制系統(tǒng)的計算機輔助分析和設(shè)計帶來了全新的手段。其中圖形交互式的模型輸入計算機仿真環(huán)境SIMULINK，為MATLAB應(yīng)用的進一步推廣起到了積極的推動作用。現(xiàn)在，MATLAB語言已經(jīng)全世界廣泛應(yīng)用，成為控制系統(tǒng)CAD領(lǐng)域最普及、也是最受歡迎的軟件環(huán)境。MATLAB的功能強大可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域更可以研究當(dāng)前熱點學(xué)科內(nèi)容。在自動化專業(yè)實際中仿真技術(shù)是非常必要的通過仿真技術(shù)可以對提高對運動、控制系統(tǒng)的理解和掌握

9、控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和專業(yè)知識對提高自身分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)自身的科研能力有一定意義。MATLAB提供了良好的人機交換界面和功能完備的設(shè)計工具并具有強大的數(shù)據(jù)計算能力利用MATLAB中的工具箱設(shè)計控制器具有著靈活、方便可視性強的特點。在SIMULINK環(huán)境中可以非常直觀地構(gòu)建各種復(fù)雜控制系統(tǒng)并觀察其控制效果對實際控制具有重要指導(dǎo)意義。隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能PID控制器技術(shù)將不斷的完善，智能控制與PID控制有機結(jié)合，是智能