一种基于相角裕度设计的自适应PID控制器

提出了一种自整定ＰＩＤ控制器的一般设计方法。由继电特性自整定方法在乃氏曲线上确定一个点，可根据特定的相角裕度选择ＰＩＤ调节器的参数。将其理论应用于直流电动机控制，由大量的仿真实验得到了参数优化设计的结果。     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on-line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.     

IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection

It is well-known that the IMC-PID controller tuning gives fast and improved set point response but slow disturbance rejection. A modification has been proposed in IMC-PID tuning rule for the improved disturbance rejection. For the modified IMC-PID tuning rule, a method has been developed to obtain the IMC-PID setting in closed-loop mode without acquiring detailed information of the process. The proposed method is based on the closed-loop step set point experiment using a proportional only controller with gain K_(c0). It is the direct approach to find the PID controller setting similar to classical Ziegler-Nichols closed-loop method. Based on simulations of a wide range of first-order with delay processes, a simple correlation has been derived to obtain the modified IMC-PID controller settings from closed-loop experiment. In this method, controller gain is a function of the overshoot obtained in the closed loop set point experiment. The integral and derivative time is mainly a function of the time to reach the first peak(overshoot). Simulation has been conducted for the broad class of processes and the controllers were tuned to have the same degree of robustness by measuring the maximum sensitivity, Ms, in order to obtain a reasonable comparison. The PID controller settings obtained in the proposed tuning method show better performance and robustness with other two-step tuning methods for the broad class of processes. It has also been applied to temperature control loop in distillation column model. The result has been compared to the open loop tuning method where it gives robust and fast response.     

基于ISE准则的PI控制器参数优化的分析

关于PID控制器参数整定的方法有很多，其中一类方法是基于准则优化PID参数的方法，常用准则有ISE、IYAE、IAE等。讨论基于ISE准则优化PI参数中存在的问题，并提出一种利用参数根轨迹的分析方法，该方法可判断给定系统是否适用ISE准则进行优化PI参数。     

PID参数整定新方法在锅炉蒸汽压力系统中的应用

传统的Ziegler-Nichols参数整定方法已经在PID控制设计中得到了普遍应用,然而由于未对超调量进行具体限制而表现出一定的局限性.本文根据系统阶跃响应曲线的几何特性,通过求曲线包络的面积获得在被控对象的阶跃响应超调量严格限制情况下的PID控制器的3个参数值.该整定方法具有同时保证系统超调量小和响应速度快的双重优点,一定程度上弥补了传统PID参数整定方法的不足.把这种新的整定方法应用到锅炉蒸汽压力控制系统设计中,在Simulink环境下仿真表明,相比于经典Ziegler-Nichols方法,该整定方法具有更好的控制效果.     

一种积分过程PID自整定方法

针对积分加滞后过程,提出了一种设定值加权的PID控制器参数自整定方法,并且针对该方法定义了一种鲁棒性能指标.首先引入一种内部反馈结构, 利用内部反馈结构中的比例控制器将积分过程转换为广义稳定过程,这就使得普通PID控制器设计方法可以在积分过程中得以应用.利用该方法并基于该鲁棒指标设计的控制器一方面克服了传统PID控制方法在控制积分过程时存在的结构上的缺陷,同时又提高了系统的鲁棒性和控制性能,仿真结果也表明基于本方法整定的控制器的控制效果要优于其它方法.     

PID控制原理及参数整定方法

针对PID控制器参数的准确设定在实际应用中对控制效果的重要作用,介绍了PID控制原理、模拟型和数字型PID控制器,并详细分析了目前使用比较广泛的3种参数整定方法:试凑法、经验数据法和扩充临界比例度法.     

Tuning of fuzzy PID controller for Smith predictor

An analytical tuning method was proposed for fuzzy PID controller used in Smith predictor in order to extend its application and improve its robustness. The fuzzy PID controller was expressed as a sliding mode control. Based on Lyapunov theory, Smith predictor was analyzed in time domain. The parameters of the fuzzy PID controller can be obtained using traditional linear control theory and sliding mode control theory. The simulation experiments were implemented. The simulation results show that the control performance, robustness and stability of the fuzzy PID controller are better than those of the PID controller in Smith predictor.     

一种自适应PID算法

本文提出了一种基于内模控制原理的自适应PID控制算法。对于对象时滞时变、或模型与对象的阶次失配具有鲁棒性,并适用于非最小相位系统的控制。该控制算法设计简单,整定参数少。还可用于整定常规的PID控制器的控制参数。     

基于神经元的自适应预测PID控制

提出了一种采用神经元的自适应预测PID控制方案。神经元具有很强的自学习和自适应能力 ,它可根据系统的误差并通过一定的学习算法来不断修正控制器的参数 ,使控制器能够适应受控对象结构参数以及环境的变化。因此采用单神经元构成自适应PID控制器 ,将神经元与PID控制结合 ,对PID参数进行在线寻优、自校正 ,使PID控制能有效地对付一些较复杂非线性被控对象 ,特别是难于用传统方法建模的被控对象。同时为了提高系统的快速跟踪和抗干扰能力 ,采用了动态自适应神经元 (APE)对非线性系统进行预测 ,即用神经元建立起非线性系统的预测模型 ,预测系统的未来输出 ,从而提高了控制系统的控制品质。同时详细介绍了该控制系统的自适应控制算法。仿真结果表明 ,这种自适应控制方案切实可行 ,其控制品质明显优于常规PID控制 ,且具有较强的鲁棒性 ,达到了良好的控制效果。     

基于改进粒子群算法的PID控制器参数整定优化

针对经典粒子群算法应用在PID控制器参数上整定的方法效果往往不佳的问题上,提出了一种改进粒子群算法的PID控制器参数整定优化设计,在粒子群的基础上加入遗传算法中的交叉算子,并将粒子群中的惯性权重因子改成动态参数,应用到PID控制器,使参数的自适应整定问题也获得了改进,快速性和稳定性也都优于经典粒子群算法的PID控制器．借助Matlab获得仿真系统的响应曲线图,根据对比得出系统性能的指标改进情况．     

一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器

为解决普通的PID控制器设计对系统模型有一定依赖性问题,本文将单神经元网络和模糊逻辑相结合,提出了一种基于单神经元的模糊自整定PID控制器。单神经元控制部分本身还是一个PID控制器,但由于权值可以在线调整,具有较强的自学习和自适应能力,而通过模糊控制器对输出整定,可加速控制过程。将该控制器应用于船舶运动控制仿真中,仿真结果表明,单神经元模糊自整定PID控制器能使船舶更快地达到设定航向,且航向曲线和打舵更加平稳,可明显改善对大纯滞后、大惯性系统的控制效果,在工业控制中有广泛的应用前景。     

Optimal Tuning of Plant-Friendly PID Controllers

A plant-friendly proportional-integral-derivative (PID) controller optimization framework is proposed to make tradeoffs among set-point response, controller output variations and robustness. The objective function is chosen as the weighted sum of the integral of squared time-weighted error and the integral of squared time-weighted derivative of the control variable with respect to set-point response, while the robustness of the system is guaranteed by constraints on gain and phase margins. Due to the complex structure of the constraints, the problem is solved by genetic algorithms. Simulation analysis show the proposed method could efficiently reduce the controller output variations while maintaining a short settling time. Based on the simulation results, iterative tuning rules for the weighting factor in the objective function are obtained, which allows efficient simple proportional-integral(PI) tuning formulae to be derived.     

基于通讯的智能PID参数整定控制系统的仿真开发

开发了一个基于上、下位机通讯的智能PID参数整定控制系统，上位机的算法采用基于BP神经网络的PID参数在线整定，并利用MATLAB来实现，上、下位机的通信以及显示监控部分利用VC来实现，利用VC与MATLAB之间的接口程序来实现下位机的测量数据，PID控制和上位机的智能PID参数整定部分的数据和命令传递，对一个非线性时变系统，作了仿真实验，仿真结果良好，表明本文所采用的方法是可行的，有效的。     

基于Fuzzy-PID的电液位置伺服控制系统的FPGA设计与实现

本文以电液位置伺服机械手第一关节为研究对象,设计了一种基于VHDL设计、FPGA实现的Fuzzy-PID控制器。分析了模糊（Fuzzy）自整定PID参数的模糊逻辑推理和控制器算法结构,根据自顶向下的流程,对Fuzzy-PID控制器进行了VHDL分层设计,详细说明了模糊逻辑推理、模糊自整定PID电路架构、数据缓存和I/O接口控制的设计原理,最后下载到FPGA芯片实现了Fuzzy-PID控制器。实验表明,FPGA作为单一控制器实现Fuzzy-PID控制算法是可行的和有效的。     

基于Fuzzy-PID的超薄快速铝板铸轧机前箱液位控制

液位控制精度是影响超薄快速铝板铸轧机产品质量的关键因素之一。在对典型系统动态响应分析的基础上，提出了一种基于Fuzzy推理的PID参数自整定控制器，利用Fuzzy推理，对PID参数在线自整定，从而使液位控制系统在不同状态都能得到比传统PID更好的控制效果，达到较高的控制精度，仿真试验证明了这一点。     

智能PID在变频器控制系统中的应用研究

PID控制是风机和水泵变频调速系统控制中应用最广泛的控制方法。但在实际应用中,由于实际系统数学模型的非线性,参数整定未得到很好的解决,使得系统响应慢、精度差低、稳定性差。针对这一问题建立了基于神经网络的智能PID控制系统,利用神经网络可以逼近任意非线性函数的特性,设计一种神经网络自整定PID控制器。仿真结果表明,该控制器具有控制精度高、响应快、运行平稳、节能效果好等特点。     

永磁同步电机分数阶微积分控制方法研究

为改善永磁同步电机系统动静态性能,提高系统鲁棒性,该文引入了一种新的速度调节方法--基于分数阶微积分的控制策略.相对于整数阶PID控制器,分数阶PIλDμ控制器多了两个可调参数,可以取得更好的控制效果.针对永磁同步电机调速系统,构建了基于分数阶速度反馈的闭环系统.仿真结果表明,分数阶PIλDμ控制器的控制效果明显优于整...     

分数阶系统的二自由度 PID 预期动态整定法

采用实际模型简单控制的策略,针对分数阶系统提出一种基于预期动态方程的二自由度P ID整定方案（DDE）。通过选取预期动态方程系数,将控制器参数与系统控制要求建立联系,确定各个参数的取值规则。8个分数阶模型的控制仿真结果表明,用DDE法整定的整数阶二自由度 PID控制器可以使系统满足预期动态,并且该控制器具有与分数阶P ID相当或较其更好的控制效果。     

PID控制的参数模糊自整定方法

针对一般PID控制算法在线调整PID的三个参数难度较大的问题,研究了PID控制的参数模糊自整定方法,即根据偏差和偏差变化率与PID三个参数的模糊关系,进行参数模糊自整定.该方法具有通用性和适应性强,参数容易整定,控制效果好等特点.并应用在WK-1型温度控制系统上,进行了实时控制实验,取得了很好的控制效果.