参数自整定PID温控系统的控制算法与仿真研究

常规PID温控系统的PID参数采用人工凑试的整定方法十分烦琐费时。提出了一种用于某热成像设备分子筛激活机中恒温炉温控系统的PID参数自整定控制算法,它基于PID参数的优化规律利用步进搜索的方法实现对PID参数的自动整定。仿真结果验证了该方法的有效性与实用价值。     

基于遗传算法的控制参数整定及其在温度控制中的应用

目的在啤酒生产过程中,通过确定PID参数,以保证准确控制发酵罐温度。方法针对发酵罐温度控制现场调试过程中PID参数选择的随机性等问题,采用遗传算法对PID参数进行整定,并基于OPC将Matlab与WINCC进行联机调试,实现数据的在线整定与监控。结果经过遗传算法整定的PID参数,其输出响应曲线上升时间为2.81 s,超调量为9.12%,调整时间为5.22 s。结论采用遗传算法整定的温度控制的PID参数效果较好,其响应速度快,超调量小,调整时间短,满足现场控制要求。     

史密斯预估补偿控制与PID控制的比较研究

比较了两种工业过程控制中的控制器,PID控制器和史密斯预估补偿控制器.介绍了四种PID参数的整定方法,分别为试凑法确定PID调节参数、Ziegler-Nichols参数整定方法、最优PID整定算法、运用Matlab/simulink中的NCD Outport(非线性控制设计输出端口模块)模块对PID参数进行最优整定.史密斯预估补偿控制器主要用于工业控制中的大延时系统控制,以提高系统的阶跃响应性能.在理论上,史密斯预估补偿控制器提供了一个有效的方法来提高控制效果.运用Matlab/Simulink仿真方案对前述两种控制方法进行了仿真比较,结果表明,在有较大延时情况下,史密斯预估补偿控制能获得比PID控制更好的结果.     

基于神经网络PID智能复合控制方法研究

PID控制器被广泛应用在工业过程控制领域,但是在实际应用中往往具有非线性、时变不确定性,导致PID参数整定难以达到最佳控制要求.本文将神经网络技术应用于PID控制中,利用神经网络具有的非线性函数逼近能力,通过对系统性能的学习来实现具有最佳组合的PID控制.本文采用了BP神经网络PID控制器,实现PID参数的在线自整定,通过仿真实验比较,BP神经网络PID控制比传统的PID控制和单神经元网络PID有好的控制效果.     

基于遗传算法的贮液缸液位PID控制参数整定

目的在啤酒灌装过程中,贮液缸内液位的变化会直接影响啤酒的质量和产量,而对液位控制的准确、稳定与否,关键在对PID参数的选择。方法针对在贮液缸液位控制调试过程中PID参数选择的盲目性等问题,采用遗传算法对PID参数进行整定,并与临界比例度法整定的结果进行比较。结果经过遗传算法整定的PID参数,其输出响应曲线上升最短时间为3.98 s,超调量最小可达1.9%,调整最短时间为2.23 s。经过比例度法整定的PID参数,其输出响应曲线上升最短时间为1.92 s,超调量最小达23.7%,调整最短时间为11.62 s。结论采用遗传算法整定的PID控制参数总体效果较好,其输出响应曲线上升时间为3.98 s,超调量最小可达4.2%,调整最短时间为2.23 s,满足控制要求。     

新型3PUPaR并联机构运动学分析与多目标优化

目的 针对传统PID在对包装运输液压顶升系统控制中参数难以整定的问题,使用多种群遗传算法(MPGA)对参数寻优。方法 采用多种群遗传算法,将算法与常规PID控制相结合。对液压系统进行分析,建立起液压系统的数学模型,将其运用到算法优化后PID控制策略的被控对象中。同时,与一般遗传算法优化后的参数进行仿真对比,考察多种群遗传算法对PID控制策略优化的有效性。结果 仿真结果表明,多种群遗传算法优化后的参数能使被控对象很快地收敛于稳态。整个系统响应速度快、稳态误差小、超调量小,而一般的遗传算法得到的参数陷入局部最优,无法在较短时间内得到全局最优解。结论 所提出的优化算法对PID参数整定有良好的效果,能满足系统的控制要求。     

基于模糊PID在线熔融指数仪测控系统设计

为实现聚合物的熔融指数在线测量,实时监控加工过程,设计自行整定参数的PID控制器。首先,将自整定技术最常用的模糊规则用于PID控制器中,基于LabVIEW的PID控制模块、模糊设计模块、通信模块等搭建模糊PID控制器,并借助Simulink仿真平台进行仿真。仿真结果表明,该控制器稳定性好、抗干扰能力强。然后,在增加毛细管流变仪循环流道的基础上,利用LabVIEW中模糊工具箱和PID函数搭建测控系统并进行实验测试。实验结果表明:熔融指数测量值相对误差为6.7%,系统具有良好在线控制准确度。     

基于MATLAB的专家整定PID控制系统设计与仿真

针对在复杂系统中实现在线整定参数的PID控制问题 ,介绍了一种基于专家系统的自整定PID控制系统设计方案 ,同时利用MATLAB中的SIMULINK和控制系统工具箱进行了仿真研究 ,仿真结果表明 ,专家整定PID控制系统比常规PID控制器(控制参数固定 )控制效果好     

探究火电厂热工控制中策略的应用

由于火电厂热能动力设备及其内部过程的复杂性，热工过程表现出非线性、时变性、时滞和不确定性，难以建立其精确的数学模型，常规PID控制难以获得满意的控制效果。同时，在生产现场由于受PID参数整定方法的限制和困扰，控制器参数往往整定不良，也使PID控制效果欠佳，因此人们不得不寻找先进控制技术来获得满意的控制效果。本文将主要探讨先进控制策略在火电厂热工控制中的应用。     

基于改进遗传算法的无人机俯仰控制器参数寻优

采用经典的PID控制器参数整定方法不但过程繁琐，而且还不能保证获得的控制器参数是最优的。针对遗传算法个体的多样性衰减过快，容易陷入局部最优的缺点，本文采用改进的遗传算法，以保证个体中的多样性和寻优的快速性。对比仿真结果表明：采用改进遗传算法设计的俯仰角PID控制器具有更好的灵活性、适应性、稳定性并且也能够保证系统的良好控制效果，提高了系统性能。仿真结果验证了本文所采用改进遗传算法优化PID参数的有效性。     

基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制

盾构掘进过程中地质多变,推进速度要求实现非线性控制,因此对控制方法提出较高的要求.在分析了盾构推进液压系统原理的基础上,建立了盾构推进速度仿真模型,设计了基于BP神经网络的盾构推进速度自适应PID控制器,运用MATLAB软件对常规PID推进速度控制和基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制进行了阶跃响应仿真对比,并对基于BP神经网络的自适应PID推进速度控制的正弦跟踪特性进行了仿真.仿真结果表明基于BP神经网络整定的PID控制具有良好的跟踪能力和鲁棒性,相比于传统PID控制系统响应迅速,超调量小,具有很高的响应精度和良好的在线整定能力,对于盾构推进速度这种非线性过程,控制效果比较理想.     

改进粒子群算法的啤酒灌装机液位控制PID参数整定

目的 整定最优的PID控制参数,对啤酒灌装机中贮液罐液位进行控制,以保证PID控制器能满足啤酒生产中的控制要求。方法 结合Rosenbrock搜索法和个体扰动策略来改进粒子群算法,并利用改进算法整定PID参数,最后将整定好参数的PID控制器用于控制液位对象;基于Matlab进行仿真实验,利用粒子群算法与文中方法做比较。结果 通过Matlab仿真验证,改进了粒子群算法整定的PID参数,其跟踪特性的调节时间为16.18 s,超调量为10.20%,IAE性能指标约为6.09;粒子群算法整定结果表明,跟踪特性的调节时间为27.72 s,超调量为26.90%,IAE性能指标约为7.23。结论 与原始粒子群算法相比,文中算法整定的3个PID参数在控制液位对象时综合性能评价指标更好,且能使系统平稳过渡,超调较小,响应速度快,调节时间快,其控制器性能能满足啤酒灌装机的生产要求。     

航空发动机叶片水流量检测方法及实验

叶片是航空发动机的重要组成元件,叶片的流通特性关系着发动机的工作性能和安全。以某型叶片为研究对象,设计其流量测试系统,考虑叶片特殊结构及测试系统的工作原理,提出一种遗传算法和PID控制方法相结合的PLC控制系统,确保测试系统性能稳定和测量结果准确。仿真结果表明:遗传算法整定PID控制相对于传统PID控制在优化效率上具有明显的优势。实验证明基于遗传算法的PID控制方法,使叶片流量检测准确性提高了0. 17%,测量重复性达到100%。     

基于扰动抑制的差分进化算法的纸浆浓度控制系统

目的为了解决传统单PID控制优化算法仅关注跟踪性能,无法满足在纸浆浓度控制系统等工业生产环节中控制品质和成品良率的需求。方法将PID控制系统离散化以计算在高斯扰动下的输出方差作为扰动抑制的依据,并结合ITAE指标通过差分进化算法优化PID性能。结果仿真表明,该整定方法可以通过权值选取优化的偏好,自由调节PID控制器的性能表现,对比基于Z-N法的PID控制和基于PSO算法优化的PID控制,基于扰动抑制差分进化算法的PID控制的ITAE指标为14.3495,输出方差为31.8530,均优于其他2种算法。结论基于扰动抑制的差分进化算法可以通过用户自定义权重来协调纸浆浓度的输出方差和跟踪性能,从更实际的角度整定纸浆浓度控制系统的PID控制器参数,使得控制系统的性能指标满足工业生产要求。     

极低温绝热去磁制冷系统中的热开关

热开关是极低温绝热去磁制冷系统的关键部件。介绍了极低温绝热去磁制冷系统中热开关的作用和性能参数、常用类型及工作原理、典型应用,最后简要讨论了热开关的未来发展方向。     

基于继电反馈自整定PID控制器的应用探究

PID控制器是随着工业生产的发展而产生和发展起来的,相比于直接作用式调节器具有更好的控制效果,在工业自动化领域得到了非常广泛的应用。但是,常规的PID参数的整定都是由人工完成的,存在着许多的缺点和不足,单纯依靠人工整定是无法克服的。对此,相关技术人员在不断的研究中,提出了基于继电反馈的PID控制器参数自整定技术,有效克服了人工整定的缺陷,在实际应用中取得了显著的成效。     

基于双模糊PID的药品包装贴标张力控制系统设计

目的 为提高药品包装的贴标精度,设计一种基于双模糊PID控制器的贴标机张力控制系统。方法 简要论述药品包装生产线结构及其工艺流程。针对标签纸带收卷过程具有时变性、非线性和动态干扰等特点,设计一种双模糊PID张力控制器。利用副模糊控制器实现主模糊控制器的变量论域系数整定,而主模糊控制器可实现PID控制器参数整定。通过实验验证所述控制系统的有效性。结果 实验结果表明,与PID控制器相比,双模糊PID控制可使系统超调量减小50%,系统调节时间减小65%;贴标位置准确、标签贴附平整。结论 所述控制系统具有较好的抗干扰性能,贴标效果良好,具有一定使用价值。     

非线性PID控制器的应用

叙述了传统非线性PID模型的常见缺陷,通过分析PID各环节在不同响应曲线时应有的变化趋势,以偏差作为参数修正量,生成了各环节的系数,建立了一种通用的非线性PID控制器模型。研究利用非线性PID控制器在线整定参数的功能和具有良好鲁棒性的特点,应用于船舶航向控制。     

基于MiniMax原理的鲁棒PID参数整定方法

传统的 PID 参数整定方法没有充分考虑被控对象的不确定性信息,造成被控对象动态特性大范围变化时控制品质不理想。本章利用 SQP 算法给出了基于 MiniMax 原理的鲁棒 PID 参数整定方法,仿真表明对不确定度范围内的所有对象,鲁棒 PID 均可以获得较好的控制品质。     

吹膜机的模糊自整定PID温度控制系统的设计及应用

根据吹膜机温度控制系统的大滞后、非线性等特点,将常规PID控制和模糊控制相结合,设计了一种模糊自整定PID温度控制系统,该系统通过模糊控制规则实现PID控制器的参数的在线调整,以获得PID温度控制的最佳控制效果。建立了Simulink仿真模型,并对吹膜机温度控制系统的简化模型进行了仿真和分析。仿真结果表明:模糊自整定PID控制器有更小的超调量和更快的调节时间,使系统具有更好的控制性能。