PID控制器设计与参数整定方法综述

简要介绍了PID控制器的发展历程,综述PID控制器的设计与参数整定方法及其近期研究成果,并讨论了继电反馈方法的改进与扩展方法。通过分析PID控制器面临的问题与挑战,对PID控制器的发展进行了展望。     

基于幅频裕度配置PID自整定软件的设计和实现

基于继电辨识及相位、幅值裕度的理论,提出一种基于幅频裕度配置PID参数自整定方法,并按照相应理论完整设计了软件.利用继电辨识得到过程的临界振荡点,选择不同的相位裕度和幅值裕度得到不同的PID参数组,并提供相应的预期阶跃响应曲线帮助参数选择.另外基于DCS系统平台设计了自整定软件包,现场应用灵活.     

基于LONWORKS现场总线的自整定PID控制系统

将ＰＩＤ自整定技术和现场总线技术有机地结合起来,实现了基于ＬＯＮＷＯＲＫＳ现场总线的ＰＩＤ自整定系统。自整定系统由两层组成,上层为ＰＣ计算机,下层为一个智能节点。它们之间通过ＬＯＮＷＯＲＫＳ现场总线进行通信。ＰＣ计算机给操作人员提供一个良好的人机界面,同地控制着整个ＰＩＤ参数自整定的过程。实验证明了该自整定系统的适用性和有效性,必将在工业过程控制中得到广泛的应用。     

基于STEP7的在线自整定PID技术及其实现

介绍一种在线自整定PID的设计和实现方案，该PID能以9种不同的方式工作，并且能够自动适应工况的改变和克服手自动切换带来的扰动。实践证明了该控制器的有效性。     

模式识别法PID参数自整定

本文研究了用模式识别法进行PID参数自整定。分析确定了一类模式的状态变量,利用这组变量获取过程模型,从而可以利用离线优化得到的各种整定规则进行自整定。仿真结果表明,这是一种简单实用的PID自整定方法。     

一种PID自整定温度控制器及实现

根据瑞典学者Ｋ．Ｊ．Ａｓｔｒｏｍ提出在继电反馈下观察被控过程的极限环振荡,自动整定ＰＩＤ控制器参数,并针对一类电阻炉的温度控制在ＩＰＣ－６１０工控机上予以实现,给出了控制电路、控制策略及程序流程图。自整定实时控制结果表明,该算法容易在工业控制机上实现。     

鲁棒PID控制器参数整定方法

提出一种基于最小－最大原理的PID参数整定方法,采用遗传算法对PID控制器参数进行优化。仿真实验结果表明,利用此方法设计出的PID控制器具有良好的鲁棒性。     

浅析PID参数整定方法

介绍了工程上常用PID参数整定方法及适用场合。     

基于改进VRFT算法的PID控制器参数整定

分析虚拟参考反馈参数整定（VRFT）设计方法和内模控制（IMC）方法的内在关系,提出一种改进的VRFT—PID参数整定方法。该方法的基本思想是将运行一段时间的过程输入输出数据添加到原始数据序列中,用来更新传统VRFT设计方法中的离线数据。然后利用VRFT使性能指标最小时的参数即为控制器参数的设计思想来整定PID控制器。仿真结果表明,改进的VRFT-PID整定方法优于传统的VRFT-PID方法。     

用控件实现模糊自调整PID算法

介绍在以PC机作为下位机操作站时，利用ActiveX技术创建完成模糊自调整PID算法的ActiveX控件，并内嵌在组态环境中，实现对现场的监控和实时控制。实践表明该控件对不确定性和时变性的对象具有一定的适应性。     

一种基于改进PSO算法的PID控制器参数整定方法

在线性权重下降PSO(LWDPSO)和随机PSO(SPSO)的基础上,提出一种交互进化PSO算法(IEP-SO),将粒子群分成两组,分别采用标准PSO和SPSO并行交互进化,各侧重于全局搜索和局部搜索,根据进化代数动态调整两种算法中进化的粒子数。通过仿真实验,证明了IEPSO的寻优性能优于LWDPSO与SPSO。Zie-gler-Nichols、LWDPSO、SPSO和IEPSO分别对控制对象进行整定仿真测试,证明了IEPSO对PID控制器参数整定效果最佳。     

基于LabVIEW的PID自整定控制器设计

利用Lab VIEW提供的友好人机图形交互界面和功能强大的数据采集处理、运算功能,实现了基于继电反馈的PID控制器。通过仿真和实时控制实验证实:利用Lab VIEW平台可以很好地实现基于继电反馈的PID自整定控制策略。     

PID最小方差控制在参数整定中的应用

流程工业的控制回路中90%以上都使用PID控制器,在线PID参数整定方法一直是一个有很大意义却比较难解决的工程问题。PID最小方差性能评价常用于评价控制性能,然而其得出的最优PID参数往往并不适用于实际系统,当出现问题时需要重新加阶跃响应整定PID参数。将PID最小方差控制和系统传统的动态性能指针评价方法结合使用,通过系统传统的动态性能指针的要求给出PID参数的取值范围,再根据过程输出方差随PID参数变化而变化的趋势整定PID参数,该方法在实验装置的参数整定中得到了验证。     

PID参数优化算法

PID参数优化是自动控制领域研究的一个重要问题。为了实现最优PID控制,PID参数优化算法已成为国内外控制理论研究的一个热点。随着计算机技术的发展,一些新的智能算法得到了迅速发展和广泛应用,并在理论和应用方面都有重要的意义。主要介绍了PID参数优化算法以及近年来在此方面取得的研究成果,并对未来PID参数优化的研究方向作了展望。     

A Comparison of PID Controller Tuning Methods

The derivative mode is often omitted in PID control strategies because it proves difficult to arrive by trial‐and‐error at a set of constants which meet plant requirements. The primary objective of this paper was to evaluate several model‐based PID tuning methods. For lag‐dominant processes, it was recommended that the SIMC algorithm first be employed to determine whether satisfactory performance can be obtained with PI control. If it cannot, then derivative action should be introduced using the DS‐d technique. For delay‐dominant systems, IMC tuning is preferred. It was observed that when configured with the same derivative filter factor, the series form of the PID controller produces smoother valve adjustments than the parallel version, at the expense of a slight decrease in best achievable performance. Increasing this parameter improves the control effort but limits achievable performance.     

电镀电流参数的节能PID控制方法

电镀是将电能转换成化学能的过程,转换过程中电流不能合理控制是影响电镀工艺的重要因素。提出电镀电流参数优化的PID控制方法,在传统PID电流控制的基础上,将Min Max原则和电流密度范围、被镀工件表面积等指标作为约束条件,进行PID参数整定,使电镀过程充分考虑这些因素,实现在约束条件下的最优工艺控制。仿真实验表明,该方法可以较好的降低电镀过程的能耗。     

基于现场总线的PID参数模糊自适应控制器及其应用

针对生产过程中工况变化频繁，扰动剧烈，存在严重时变性的特点，提出一个PID参数模糊自适应控制策略，并将其设计在基于现场总线的控制设备上，并将其用于发电厂复杂控制系统上。     

基于模糊自整定PID燃气锅炉仿真研究

针对燃气热水锅炉具有非线性、大惯性及多变量等特点,借助经验公式分析并用MATLAB系统辨识工具箱完成了系统数学模型的辨识,确定了燃气锅炉温度控制系统的模型结构可等效为一阶惯性加滞后环节,在此基础上确立了基于MATLAB的系统SIMULINK仿真框图,设计了模糊自整定PID控制器.通过模糊自整定PID与常规PID算法的仿真对比分析,得出模糊自整定PID不仅在调节时间、超调量等动态性能上的控制效果明显优于常规PID控制效果,而且增强了系统的鲁棒性和适应性,具有良好的动、静态性能.