PI调节器设计的可视化算法

研究控制器优化问题,针对PI控制器的参数通常采用试凑法和归一参数整定法来整定,很难得到最优的整定参数.数据可视的整定方法,是在所求出的稳定集的基础上利用频域性能来优化PI控制器参数,把相角裕度和幅值裕度表达式的非线性方程转化为受控对象频率响应的信息来绘制图形,用相关平面图的交集来取代多元高次方程的解.进行仿真证明,在整定的参数集中频域性能能够得到比较满意的结果,验证了阶跃响应数据可视化算法优化的设计效果.     

永磁交流伺服系统PID最优化参数整定

为了构成高性能的永磁交流伺服系统速度环,实现高速变化下的速度跟随,引入微分环节,应用相位裕度的PID最优化参数整定方法整定控制器参数,建立了永磁交流伺服电机速度环数学模型,与工程常用PI控制器系统性能进行比较分析。仿真结果表明,系统的动态特性与稳态误差均可取得更好效果,并能达到速度高速跟随。另外,与传统几何推导PM法相比,根据相位裕度概念推导出参数整定公式,并为约束应用两次寻优的方法整定PID系统参数。     

PI控制下开环不稳定对象可行稳定裕度范围的研究

针对一阶不稳定加延迟对象, 基于传统稳定裕度定义的PI控制整定方法缺乏对幅值裕度下边界的考虑, 使得结果与实际有一定偏差. 通过对延迟环节的逼近, 得到更精细的可达稳定裕度区域. 利用多项式方程数值求解算法, 同时获得了另一种以幅值裕度下边界为基准的控制参数整定方法. 所得结果显示, 按照严格稳定裕度定义所得到的可达区域明显减小. 数值实例验证了本文方法的有效性.     

基于LSTM与迁移学习的配电网负荷频率控制PI参数整定方法

在整定配电网络负荷频率过程中,控制器PI参数会受到局部控制迭代影响,在控制层与反馈层形成时间差量,进而造成频率里程偏差。对此,提出基于LSTM与迁移学习的配电网负荷频率控制PI参数整定方法。采用LSTM模型对调频(FM)里程参数进行模型量化,配合迁移学习对负荷频率控制相关参量进行差分更新,构建配电网负荷频率的LSTM模型,进行频率控制的迁移学习优化、PI参数控制约束及PI参数整定输出。实验结果表明,不论是在控制精度上还是在控制稳定性上,均具有良好的性能表现,整定结果满足预期。     

一种解析的模糊PI自整定方法

针对模糊PID控制器缺乏系统的整定方法的问题,提出了一种解析的基于增益裕度和相位裕度的模糊PI控制器的参数自整定方法。首先推导出模糊PI控制器的解析模型,该解析模型包括线性控制器和非线性补偿控制器2个部分。参数整定时,将非线性补偿控制器看作过程的扰动,由线性控制器和被控对象的一阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度和相位裕度,导出模糊PI控制器的参数。仿真结果表明,对于时变高阶系统,和传统的PI控制器相比,模糊PI控制器具有鲁棒性强,超调小,调整时间短等优点。     

基于可视化的PI控制器参数整定方法

在控制器优化设计问题的研究中,PI控制器的参数通常采用归一参数法和试凑法来整定,很难得到最优的整定参数.为解决上述问题,提出了一种快速且有效的四维数据可视化算法的PI控制器参数整定方法.采用可视化方法将伯德图图形簇体现在四维可视化幅频特性图和相频特性图里,可直接观察kp,ki与幅频特性和相频特性的关系,并可间接地将幅值裕度和相角裕度表现在频域特性里,通过观察频域特性的变化来达到整定的目的.仿真实例表明,提出的方法适用于低阶或高阶被控对象,得到了满意的效果,为控制器优化设计提供了依据.     

根据幅相裕度整定PID内模控制器参数

基于内模控制思想的PID参数整定,所需整定的参数只有滤波器1个参数,而且该参数直接与闭环系统的响应速度及鲁棒性相关.提出了根据幅相裕度的要求来确定滤波器参数.首先由幅相裕度确定一个合适的比例增益Kc,然后根据Kc计算滤波器参数α,以此做为初值,在此附近再做进一步的调整.该方法简单易行,能方便地应用于工程中,同时仿真表明该种方法能带来较好的控制效果.     

Lambda整定方法的频域分析及工程应用

Lambda是针对自衡对象有效的PID控制器工程整定方法。在频域上针对使用该整定方法的闭环控制系统进行分析,给出了相位裕度和幅值裕度的计算公式,并对λ选择进行了分析。当λ=τ相位裕度和幅值裕度分别达到61.4°和π,这两个参数都非常接近工程推荐的最佳裕度。当被控对象是高阶过程时,可以采用基于响应曲线的控制模型辨识工程方法获得控制模型的等效模型增益、等效时间常数和等效纯滞后时间,然后用Lambda整定公式进行PID整定。仿真结果展示了获得模型的过程和整定方法的有效性。     

基于最大灵敏度指标的分数阶PID参数最优整定方法

主要研究分数阶PID控制器参数整定问题,给出了一种基于最大灵敏度指标的分数阶PID参数最优整定方法。首先用D分割原理求得系统的参数稳定域,然后由灵敏度约束指标在参数稳定域内得到满足指标要求的参数解集。进而对参数进行优化,根据超调和调节时间定义分数阶PID控制器的优化函数,在所得的满足灵敏度约束指标的参数解集中求得一组最优的参数解。最后通过进行数值仿真,验证算法效果。     

基于模糊推理的PI控制器参数整定方法

针对常用的PID控制器整定方法应用于高阶、时延、非线性工业对象时,许多整定公式不能获得满意的性能的问题,提出了一种对PI控制器参数进行整定的新方法。通过模糊推理将控制过程分为暂态和稳态,然后调用相应的模糊控制器来求取PI控制器的比例系数和积分系数。该方法既利用了模糊控制对被控对象的数学模型要求弱和抗干扰能力强、响应速度快等优点,也保留了传统PI控制器良好的稳态调节作用,达到了比较理想的控制效果。