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    国外先进PID参数整定方法(一)_昌晖仪表专业论文

    2018/1/6 18:42:25 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址:http://www.cygj7.com/tech/210.html

    PID控制是迄今为止最通用的控制方法,大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID调节器及其改进型是在工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器,若改进型包含在内则超过90%)。我们今天所熟知的PID控制器产生并发展于1915-1940年期间,尽管自1940年以来,许多先进控制方法不断推出,但PID控制器以其结构简单,对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点,仍被广泛应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等工业过程控制中。国内外关于PID参数整定方法已有一些综述文章,Astrom和Hagglund于1988年还出版了专著《PID控制器自整定》,但是同其它控制方法一样,几十年来,PID控制的参数整定方法和技术也处于不断发展中,特别是近年来,国际自动控制领域对PID控制的参数整定方法的研究仍在继续,许多重要国际杂志不断发表新的研究成果,如Automatica,IEEETrans.onControlSyst.Tech,ControlEng.Practice等。值得提出的是Astrom和Hagglund于1995年再次出版了《PID控制器:理论、设计及整定(第二版)》。
     
    自Ziegler和Nichols提出PID参数整定方法起,有许多技术已经被用于PID控制器的手动和自动整定。根据发展阶段的划分,可分为常规PID参数整定方法及智能PID参数整定方法;按照被控对象个数来划分,可分为单变量PID参数整定方法及多变量PID参数整定方法,前者包括现有大多数整定方法,后者是最近研究的热点及难点;按控制量的组合形式来划分,可分为线性PID参数整定方法及非线性PID参数整定方法,前者用于经典PID调节器,后者用于由非线性跟踪-微分器和非线性组合方式生成的非线性PID控制器。
     
    本文综述了PID控制参数整定的先进方法和近几年的发展情况。

    人工智能调节器


    2、智能PID参数整定方法
    Astrom在1988年美国控制会议(ACC)上作的《面向智能控制》的大会报告概述了结合于新一代工业控制器中的两种控制思想——自整定和自适应,为智能PID控制的发展奠定了基础。他认为自整定控制器和自适应控制器能视为一个有经验的仪表工程师的整定经验的自动化,在报告中继续阐述了这种思想,认为自整定调节器包含从实验中提取过程动态特性的方法及控制设计方法,并可能决定何时使用PI或PID控制,即自整定调节器应具有推理能力。自适应PID的应用途径的不断扩大使得对其整定方法的应用研究变得日益重要。目前,在众多的PID参数整定方法中,主要有两种方法在实际工业过程中应用较好:一种是由福克斯波罗(Foxboro)公司推出的基于模式识别的参数整定方法(基于规则),另一种是基于继电反馈的参数整定方法(基于模型)。前者主要应用于Foxboro的单回路EXACT控制器及其分散控制系统I/ASeries的PIDE功能块,其原理基于Bristol在模式识别方面的早期工作,将运行经验总结在报告中;后者的应用实例较多,这类控制器现在包括自整定、增益计划设定及反馈和前馈增益的连续自适应等功能。这些技术极大地简化了PID控制器的使用,显著改进了它的性能,它们被统称为自适应智能控制技术。
     
    自适应技术中最主要的是自整定,按工作机理划分,自整定方法能被分为两类:基于模型的自整定方法和基于规则的自整定方法。文章《PID参数先进整定方法综述(二)》分别对这两类方法加以介绍

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