实用的PID控制器及其参数整定方法研究.doc

摘要
PID控制器是最早发展起来的控制策略之一,由于它具有简单而固定的形式和良好的鲁棒性,因而在工业生产中得到了广泛的应用,同时也是历史最久、生命最强的基本控制方式。在今天的控制过程中,90%以上的控制回路采用的是PID 控制。因此,可以说PID控制是控制工程中的“面包和黄油”(Astrom &Hagglund,1995B,2001)。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。早期的PID控制器参数整定都是手动整定,整定过程费时费力。近年来,随着各种PID自整定技术的发展,能够使PID整定快速、高效。一方面使得PID控制参数的整定更加可靠;同时减轻了现场工程师现场调试的工作量,节省了大量时间。利益方面使一些复杂但是更加精细设计方法得以应用于设计工业控制过程。
本文主要分析了常规和智能PID的参数自整定方法,设计出PID控制器,并与教科书中的PID控制器进行MATLAB仿真比较。
关键词:PID控制参数自整定智能控制 MATLAB仿真
ABSTRACT
PID controller is one of the earliest developed control strategies. Because it has a simple and fixed form, and the robustness, PID control is widely used control strategy in industry, and it is the oldest and strongest basic control mode. In control system today, more than 90% of the control loops are of PID type. The PID controller can thus be said to be the “bread and the butter” of control engineering.
The PID controller parameter-tuning is the core of the control system design. Manual tunings in early times cost both time and strength of the engineers who control them. In recent years, with the development of a number of auto-tuning techniques, these have made regulator structures more rapid and effective. These also make parameter of PID controller be tuned more easily and reliably. Furthermore,it can release the controlling engineers from the mount of work, save a large amount of time. On the other hand, it makes some refined plex methods be used in practical industrial process control.
This article analyses the conventional and intelligent methods of PID parameter- tuning, designs a PID controller and PID controller with the pared to MATLAB simulation.
Keywords: PID control Parameter-tuning Intelligent control MATAB simulation
目录
第一章绪论 1
研究背景 1
本文目的 2
本人主要工作 2
第二章 PID控制算法及其发展 3
引言 3
常规PID控制 3
常规PID算法 3
比例,积分,微分三部分的作用 4
常规PID在应用中的局限性 6
智能PID控制 6
专家式智能PID控制 7
模糊PID控制 9
神经网络PID控制 12
基于遗传算法的PID控制 16
小结 18
第三章 PID控制器参数自整定方法 21
引言 21