基于GLBest-PSO算法的CSTR系统鲁棒PID控制

连续搅拌反应釜(CSTR)系统是一类具有多变量、强非线性和多工作点的复杂工业过程,对外界扰动及内部参数变化较为敏感。针对常规PID控制器参数整定困难,难以取得满意效果,本文提出了一种基于改进粒子群优化算法的CSTR系统鲁棒PID控制方法。通过对优化目标的分析,将鲁棒PID控制器的参数整定问题转化成一个求解最大-最小问题,在对粒子群优化算法进行改进的基础上,引入合作进化思想对该最大-最小问题进行求解,获得了基于优化性能指标最优的鲁棒PID控制器参数。针对实例的仿真结果表明,利用此方法整定得到的鲁棒PID控制器具有良好的鲁棒性,性能指标优于其它方法得到的鲁棒PID控制器,当过程对象操作范围发生大的变化时,利用本文方法设计得到的鲁棒PID控制器能获得满意的结果。     

强时变时滞系统的鲁棒PID继电自整定控制技术

文章对于工业过程中常见的大时变时滞过程,提出了一种数字鲁棒PID控制器参数继电自整定控制策略和技术,应用这种整定方法整定的PID控制器,闭环不确定系统可具有大时变时滞鲁棒镇定性,且完全抑制负载干扰,具有很好的动静态性能,在造纸工业现场应用效果良好。     

基于人工鱼群算法的鲁棒PID控制器参数整定方法研究

本文首先分析了采用极小--极大原理设计鲁棒PID控制器的方法,指出这是一类复杂非线性且非单鞍点的优化命题,常规优化算法通常不能有效的求解.随后提出了采用人工鱼群算法进行参数整定的方法.最后对典型问题进行了仿真研究.结果表明,人工鱼群算法具备分布并行的寻优能力,对初值不敏感,能够快速对鲁棒PID的参数进行整定,整定后的PID控制器具有良好的控制效果.     

一种时滞过程内模PID控制器鲁棒整定方法

针对典型的一阶时滞（FOPTD）、二阶时滞（SOPTD）以及一阶时滞积分（FODI）过程,提出了一种简便的内模PID控制器设计和参数整定方法。 用一阶泰勒级数逼近系统模型的时滞项,导出内模PID控制器参数表达式,且仅有一个可调参数β,该可调参数与系统的动态性能和鲁棒性直接相关。基于控制系统的鲁棒性能指标给出了控制器可调参数β进行鲁棒整定的解析表达式。仿真结果表明,该方法可使系统同时获得良好的设定值跟踪特性、扰动抑制特性和克服参数变化的鲁棒性。        

鲁棒PID控制器参数整定与仿真

介绍了一种基于最小-最大原理整定鲁棒PID控制器参数的方法,并应用MATLAB优化工具箱函数按非线性二次规划法搜索合理的PID参数。仿真结果表明,优化函数寻找最佳PID参数简便可靠;当模型在一定范围内变化时,按该方法整定的鲁棒PID控制器均能保证控制系统的动态性能良好。     

一类时变系统中补偿器的功能和设计

PID控制器由于其结构简单和参数整定容易,具有良好的控制功能,被广泛应用在工程上的线性确定性系统中.但是,在非线性系统和不确定性系统中, PID控制器由于其固定的控制参数和结构限制,很难克服系统中内外干扰的影响,控制器鲁棒性能较差.本文按照被控对象中的标称模型设计常规PID控制器优化参数,对非线性系统中多个线性化模型和不确定性系统中的不同工作点模型,设计了一类补偿器,使得整个闭环系统具有与标称模型下相同的控制品质.工程应用例子论证了本文提出的补偿器能提高不确定与非线性系统的控制品质和鲁棒性能.     

典型工业过程鲁棒PID控制器的整定

提出一阶迟延过程、积分迟延过程、不稳定迟延过程和二阶迟延过程等典型工业过程的鲁棒PID整定公式.本文从抗干扰性能和鲁棒性能两方面综合考虑,把鲁棒PID控制器的设计问题转化为求解一个带鲁棒性能约束的绝对误差积分指标(IAE)优化问题.鉴于该问题是非凸的,本文采用遗传算法来求解,并通过曲线拟合得到典型工业过程的PID控制器的整定公式.仿真结果表明本文的PID整定公式有效,且控制器具有良好的抗干扰能力和频域鲁棒性.     

几种PID控制器参数整定方法的比较研究

本文以一阶惯性加时滞过程为研究对象，通过数字仿真和在实验室的物理对象进行的控制实验，研究了一些比较适合典型工业过程应用的PID整定方法的特点。本文选取了控制工程中常用的4：1衰减法、临界比例度法、鲁棒PID参数整定法和ISTE（Integral Squared Time-weighted Errors）最优参数整定法，从系统跟踪、抗干扰性能和鲁棒性方面进行了分析比较研究。数字仿真和物理对象的实时控制表明了这些方法有各自的优缺点，其中，鲁棒PID参数整定法和ISTE最优参数整定法在综合性能，特别是在系统的鲁棒性方面具有一定的优越性。本文的研究结果对于典型工业过程的PID控制器参数的整定有一定的借鉴作用。     

SCR烟气脱硝系统鲁棒抗干扰控制研究

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术是目前火电厂广泛采用的烟气脱硝方法,SCR脱硝系统反应过程复杂,具有大惯性、大迟延、强扰动和不确定性等特点,传统的PID控制无法实现喷氨量的精确控制。因此提出了一种SCR脱硝系统的鲁棒抗扰动控制方法,在设计鲁棒PID控制器的基础上,利用鲁棒时滞滤波器来达到抑制系统强干扰的目的。仿真实验表明,鲁棒时滞滤波器的加入改善了系统的动态性能,同时使得系统具有突出的抗干扰能力。该方法结构简单、整定方便、鲁棒性好,值得在工程应用中推广。     

基于自适应模糊PID的中药提取温度控制

以某制药厂中药提取系统为研究对象,分析中药提取工段的工艺设备和传热过程,建立简化模型.针对提取工段温度控制非线性、时变性、纯滞后的特点,设计自适应模糊PID控制器,并进行了仿真研究.仿真结果表明采用参数自整定模糊PID控制,系统调节时间短,响应速度快,具有较好的鲁棒稳定性.利用仿真得出的模糊控制参数表于某中药厂提取温控系统中进行在线PID整定,应用表明,使用此控制方法可有效减少温浸动态提取中的温度波动,达到良好的提取效果.     

鲁棒PID算法在船舶柴油机控制中应用

基于闭环增益成形算法给出鲁棒PID算法,并将之应用于船舶柴油机的控制中。从仿真结果可知,该算法的控制性能和鲁棒稳定性良好,算法简单、实用。     

NMPS基于DCS的预测PID控制器鲁棒稳定性分析

针对基于DCS的预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入输出鲁棒稳定性。具体对NMPS（非最小相位系统）给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。理论和分析仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该算法能使系统保持很好的鲁棒稳定性。     

一阶系统预测PID控制器鲁棒稳定性分析*

针对基于DCS预测PID的控制系统,利用Kharitonov定理和边缘理论分析其在参数不确定情况下输入/输出鲁棒稳定性。具体对一阶加纯滞后对象给出了系统保持稳定的最大过程参数区间。仿真结果表明,当过程参数偏离标称值时,该方法能使系统保持很好的鲁棒稳定性。     

喷雾干燥过程分析及其PID控制仿真

本文研究背景源自实际喷雾干燥过程控制的工程项目。从对喷雾干燥过程的工艺流程、干燥机理的研究分析入手,讨论了喷雾干燥过程的控制思想、控制指标和要求,利用飞升曲线法拟合被控对象的数学模型,阐述了喷雾干燥过程PID控制算法的应用及系统仿真,通过ITSE最优整定法进行了参数整定。从实验仿真和实际运行的结果证明,所设计的控制系统能够满足干燥工艺和控制指标的要求,所采用的PID控制算法实现方便、控制效果较好,具有一定的稳定性和鲁棒稳定性。     

过程控制常用连续模型的直接辨识法及应用

针对工业过程中最常用的一阶加滞后、二阶加滞后、二阶加零点、二阶加零点及滞后、积分惯性加滞后等环节，给出了基于阶跃响应的连续模型参数直接辨识算法。由传递函数的拉普拉斯逆变换式和对象阶跃响应的采样数据构成模型参数回归表达式，用最小二乘法或辅助变量法直接辨识对象的连续时间传递函数模型参数。仿真与实际应用结果表明，该算法提高了模型辨识精度，减小了对过程的扰动，并且对输出测量噪声不敏感，鲁棒性强，容易编程实现，可提高实际PID控制器参数整定质量。     

Automatic tuning of decentralized PID controllers for MIMO processes

An automatic tuning algorithm for decentralized PID control in multiple-input multiple-output (MIMO) plants is presented. This algorithm generalizes the authors' recent auto-tuner for two-input two-output systems to any number of inputs and outputs. The algorithm consists of two stages. In the first, the desired critical point, which consists of the critical gains of all the loops and a critical frequency, is identified. The auto-tuner identifies the desired critical point with almost no a priori information about the process. During the identification phase all controllers are replaced by relays, thus generating limit cycles with the same period in all loops. It is shown that each limit cycle corresponds to a single critical point of the process. By varying the relays parameters different points can be determined. The auto-tuner contains a procedure which converges rapidly to the desired critical point while maintaining the amplitudes of the process variables as well as of the manipulated variables within prespecified ranges. In the second stage, the data of the desired critical point is used to tune the PID controllers by the Ziegler-Nichols rules or their modifications. This paper focuses on the first stage. The steady-state process gains, which are required for the appropriate choice of the desired critical point, are determined by the auto-tuner in closed-loop fashion simultaneously with the identification of the critical point. The identification of the process gains is achieved at no extra plant time. Based upon a large number of simulated cases, the proposed auto-tuner seems to be efficient and robust. The paper discusses the underlying principles of the auto-tuner and its properties and capabilities are demonstrated via examples.     

一种神经形态马赫数PID自适应控制器研究

本文从自适应控制和优化学习算法的角度出发，将传统的PID控制和神经网络BP算法相结合，构造了具有自适应、自学习功能的神经形态PID自适应马赫数控制器(NNCPID)。通过对网络控制模型的训练、学习和系统仿真，验证了该NNCPID控制器在改善马赫数控制性能、提高系统实时性、鲁棒性等方面，具有很大的优越性。     

基于NLJ方法的PID控制参数寻优自整定

在运用递推最小二乘法在线辨识系统模型参数的基础上，采用NLJ方法（随机数直接搜索法）以ITAE（时间乘误差绝对积分）指标最优为目标对PID控制参数寻优整定。使用该方法在FESTO过程控制系统上进行液位设定值跟踪控制实验，并于传统Z-N参数整定法进行了比较，该方法控制效果比较理想。     

基于RBF网络自整定PID控制的改进算法

针对工业过程控制中存在的非线性,时变性以及各种不确定性,在已有的RBF网络整定PID控制的基础上,提出了一种改进的整定控制算法。先用RBF神经网络在线辨识被控对象离散模型,得到对象关于控制器输出的Jacobian信息,然后用Levenberg-Marquardt算法代替传统的梯度法对PID参数进行整定,得到改进的整定控制算法。通过对锅炉汽包水位控制系统的仿真研究,验证了算法的有效性和优越性。该控制算法提高了控制系统的快速性、鲁棒性,有一定的实用推广价值。