PID过程控制及其参数整定策略浅析

PID控制方法在自动化过程控制中有着广泛的应用。本文在论述PID控制器原理、控制算法的基础上,重点分析了控制器参数的整定问题,给出了参数整定的有效方法,并介绍了参数自整定的基本实施方法及其研究应用情况。     

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。     

模糊自整定PID控制在在线流变仪温控系统中的应用

在传统的PID控制器中加入模糊控制环节,通过模糊推理的方法实现了对PID参数的自整定,并将该控制策略应用于在线流变仪的温控系统中,结果表明:模糊自整定PID控制应用于该系统中具有良好的控制效果。     

基于PSO的自整定PID温度控制研究

温度控制对象具有大惯性、纯滞后特性,常规PID控制效果较差,参数难以整定。以控制效果的超调量、稳态误差以及调节时间组成适宜度函数,采用粒子群算法进行PID参数寻优,并与Ziegler-Nichols算法整定参数进行比较。仿真实验表明,PSO寻优得到的PID参数,控制效果优于Z-N。PSO提供了一种较好的PID参数整定新方案。     

PID参数自整定方法及其在PVC生产中的应用

介绍了PID控制的理论基础及其参数自整定的基本原理和常规方法,并简述了传统和现行PID参数自整定的原理及策略,把前馈、串级控制系统和按计算指标控制的控制系统等涉及自整定PID控制器应用于新疆天业股份有限公司26万t/a PVC装置的DCS集散控制系统中,为生产装置正常运行、节能降耗,保证安全生产,提高产品质量起了决定作用。     

窑炉PID控制器参数的自调整

采用固定参数PID控制器进行温度控制时,控制效果较差。导致产品质量下降,自调整PID控制器已得到很大发展。并介绍了PID参数自整定的方法。     

基于系统辨识的PID参数自整定算法在合成氨装置中的应用

从中石化湖北化肥分公司合成氨装置DCS系统中PID参数整定的实际出发,介绍了几种国内外PID参数自整定方法,分析它们的优缺点及存在的问题,提出一种新的基于系统辨识的PID参数自整定算法.论述基于VB的PID参数自整定软件开发,给出PID参数自整定程序设计界面.将这种PID自整定算法在中石化湖北化肥分公司DCS系统中进行应用实验,得出PID参数自整定前后PV趋势对比图,从而验证这种PID自整定算法的可行性.     

单级水槽系统的控制结构及算法研究

在单级水槽液位试验装置和软件平台的基础上 ,实现了单级液位模型的经典PID控制、模糊控制和参数自整定PID控制。并对上述各种控制方法进行了比较分析。     

基于BP神经网络整定的PID控制及其仿真

PID控制是连续系统控制理论中技术成熟、应用广泛的一种控制方法。但在实际应用中,其参数的整定往往是依靠经验和现场调试。本文把BP(Back Propagation)神经网络技术应用到PID控制中,利用其非线性函数逼近能力,对PID控制器进行整定,并通过仿真试验取得较好的结果。     

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。     

基于自适应神经PID的压延机辊筒温度控制

针对压延机辊筒多段温度控制以及常规PID控制在非线性的、时变系统中控制效果的局限性,提出了一种基于BP神经网络整定的PID控制方法,给出了计算机控制系统设计,建立了比例、积分和微分三种参数自学习的PID控制器.对压延机辊筒的温度控制实验结果表明,用该方法整定的PID控制系统,逼近精度高、适应性好.     

基于Smith预估器的PID自适应控制及其应用

针对大时滞时变对象 ,把Smith补偿控制原理和PID参数的自适应调整方法结合起来 ,提出了基于BP神经网络整定Smith PID控制算法 ,即在Smith预估补偿控制系统中 ,利用BP神经网络在线自学习整定PID参数 ,使PID参数实现最佳的非线性组合 ,以适应对象特性的变化 ,从而克服了常规PID算法不适应大时滞系统控制和常规Smith算法过于依赖模型精度的缺陷。仿真研究和实际应用表明 ,本文算法具有很强的鲁棒性和良好的控制品质 ,工程应用控制效果令人满意。     

基于模糊自整定PID的永磁同步电机矢量控制

为克服传统的PID矢量控制系统存在响应速度慢及抗干扰能力差等缺点,提出基于模糊自整定PID的永磁同步电机矢量控制系统,并通过Matlab对传统PID和模糊自整定PID的控制效果进行对比,充分验证了该控制方法的可靠性和有效性。     

自整定PID控制器的现状和展望

本文是讨论PID控制器参数自整定的方法。着重讨论了用于单输入单输出对象PID控制器的改进型Ziegler-Nichols自整定方法和以人工智能为基础的专家系统自整定的方法。     

基于Markov参数整定的自适应迭代学习PID控制

针对半间歇反应过程参数时变问题,研究基于Markov参数整定的单神经元自适应迭代学习PID控制方法。首先建立二维迭代学习PID控制器(2D-ILC-PID),采用Markov参数法离线整定控制器的参数初值;然后在批次内采用单神经元自适应调节机制在线调节2D-ILC-PID控制器参数,同时利用批次间的重复特性更新控制输入提高迭代学习速率,有效提升控制系统跟踪性能。最后在环己胺制备反应过程进行仿真实验验证,实验结果表明提出的基于Markov参数整定的自适应迭代学习控制方法能够实现多时段反应器温度的精确跟踪。     

基于次最优模型降阶的自整定PID控制器

针对过程工业中含有振荡环节和大滞后环节较难控制的被控对象,设计了一种基于频域辨识的自整定PID控制器.该控制器采用次最优模型降阶算法,辨识出二阶加纯滞后的模型;然后基于给定的相位裕度和幅值裕度,整定出PID参数.并通过仿真实验表明对于不同的被控对象,自整定得到的PID参数均能取得较好的控制效果.     

基于模糊自整定PID参数的篦冷机电收尘入口温度控制研究

基于篦冷机的电收尘温度非线性、大滞后的特点，提出了一种采用模糊自整定PID参数的温度控制方法，并建立了模糊自整定PID参数的模型，通过matlab仿真结果表明，该系统具有快速性、稳定性的特点。     

具有最优指标的PID参数自整定系统

在分析研究各种过程参数辨识和PID整定方法的基础上,提出了以误差积分准则为最优性能指标的一种PID参数自整定方法。这种方法的要点是仅采用几个特征量,就能比较准确地在线测算过程特性参数,引入采样时间Ts作为附加参数,修改Lopez公式系数;以修改系数后的Lopez公式作为PID参数预整定的关系式;在预整定基础上进行适当修改,使控制系统达到最佳状态。数字仿真和实时控制表明,这是一种较好的实用的自整定方法,适用于相当广泛的一类过程对象。     

自校正P ID算法在再热器中的应用

针对再热器的温度控制问题,设计了一种极点配置PID控制器。给出了CARMA模型,引入带遗忘因子的最小二乘实时参数估计算法和带数字滤波器的增量式PID控制算法,同时给出了极点配置自校正PID的整定方法过程,建立PID参数与系统参数及控制性能指标之间的关系式,并进行了MATLAB仿真。     

PVC生产过程的转化率计算及温度控制实现

本文详细介绍了微悬浮法PVC工艺过程聚合转化率的计算方法及聚合温度控制方案,在PVC糊树脂生产控制系统中,计算聚合热量可以有效地得出聚合转化率,利用PID参数整定来优化串级控制系统可以提高温度精度.实践证明,计算聚合热量和整定PID参数是有效的,并取得了良好的控制效果.