时滞系统PID控制器内模整定方法的扩展

基于内模控制（ＩＭＣ）的ＰＩＤ控制器设计方法只有一个整定参数，其整定参数直接与闭环响应速度和控制回路的鲁棒性有关。对于时滞系统，如果使用非对称的二阶Ｐａｄｅ近似代替，则能导出一个简单的二阶控制器形式，而不会使控制器变得复杂，并且模型匹配和控制器整定将获得有意义的改善，特别是对时滞较大的系统。     

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.     

内模史密斯预测控制器的鲁棒整定方法

过程纯滞后和参数不确定性是导致工业控制不理想的重要原因。为解决这一问题实现过程平稳控制的目的,在史密斯预测控制结构的基础上,提出了基于一种基于鲁棒性能指标λ的参数整定原则,利用一阶泰勒级数逼近系统的时滞项,导出预测控制结构的控制器的控制参数,其可调的参数与系统的动态性能和鲁棒性能有着密切的联系。其后,分析一种鲁棒性能指标,导出其唯一可调的参数β与性能指标λ的表达式,并增加补偿项α修正对参数整定时产生的误差。通过仿真表明,该方法可以取得很好的平滑控制效果,具有很好的鲁棒性,能够克服过程滞后和过程参数不确定性导致的控制效果不理想的问题。     

基于内模法的PID控制器自整定算法

为解决传统工业控制中比例-积分-微分(PID)控制器参数整定的问题,提出了一种基于内模法(IMC)以及系统辨识的控制器参数确定算法。该方法首先利用被控过程在开环阶跃信号激励下,输入与暂态输出的对应关系,将被控对象辨识为一阶加滞后(FOPDT)或二阶加时滞(SOPDT)的模型;再利用IMC算法确定控制器的参数。对于在内模法中引入的滤波器参数λ的确定问题,提出通过引入γ和σ两个参数,并与输出误差的平方建立关系来确定λ 的方法。仿真显示,对于输出误差绝对值之和(IAE)这个指标,该种算法与传统基于IMC的PID控制算法相比,在无输入扰动时可提高20%左右,在有输入扰动时可提高10%左右。仿真结果表明:在用单位阶跃信号激励系统时,提出的整定方法在保证了系统鲁棒性的前提下,提高了系统的瞬态响应速度,并有效抑制了系统输出的超调。     

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。        

基于曲线重合度比较的预估Smith控制器参数整定方法

通过对INFI-90集散型控制系统中预估Smith控制器结构原理的分析，提出了该控制的一种工感动曲线重合度比较的参数整定方法。具体介绍整定原理、逻辑组态修改和实际整定要点。还列出了该参数整定方法的特点。     

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.     

一种新型的在线实时自整定PID控制器

本文基于模糊控制理论在线实时自整定ＰＩＤ控制参数，并采用系统辨识方法整定控制参数的初值．以实现对不确定性对象的稳定控制。仿真试验研究证实了方法的有效性。     

基于模糊推理的自整定PID控制器

设计了一种新的模糊PID控制器，用基于给定的相角裕度和幅值裕度的方法给出了PID控制器参数的初值，在运行过程中，用模糊控制器在线调整PID参数，使过程具有较高的控制品质。     

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。     

多变量PID控制器的在线自整定

本文研究具有ＰＩＤ结构反馈控制器的多变量控制系统的参数自整定，提出了具有校正因子的多变换ＰＩＤ控制算法及在线自动调整校正因子的专家自整定方法，将该方法用于火电单元机组负荷控制系统自整定仿真研究，结果表明系统具有好的完整性和鲁棒性。     

控制器参数的在线实时自整定

现代控制系统的内在核心问题仍然是控制算法的设计和实现问题。如果控制器在运行过程中，能随着被控特性的变化而在线实时自整定控制器的参数，将是保证控制器优良性能的关键措施之一。本文对ＰＩＤ参数在线实时自整定技术进行了详细阐述。     

基于内模控制器的PID参数整定

参考单输入单输出(SISO)系统内模控制器的设计方法,设计针对一阶时滞和二阶时滞过程的内部控制器。时滞部分采用一阶Pade近似方法,按麦克劳林展开和同次项系数相等的方法分别整定PID控制器的参数。选取模型进行仿真,结果证明:两种方法都能取得良好控制效果,但是同次项系数相等的方法稍微优于麦克劳林展开法。     

基于频域辨识的自整定PID控制器

提出了一种引入继电反馈的自整定ＰＩＤ控制器,在线测出过程对象两点的频率特性,辨识出二阶纯滞后的模型,基于相位,幅值裕度整定出ＰＩＤ参数。还介绍了该方法适应范围,仿真实验及仿真结果。     

内模控制器的一种简单设计

本文从内模控制的结构出发，提出了一种简单的控制器设计思路，并进行了参数整定的探索。分析发现，该控制器具有常规PID的优点，能够在大纯滞后和反向过程中很好的工作，可以推广应用于一般工业过程。     

基于连续继电辨识的自整定PID控制器

提出采用连续继电反馈实验辩识高精度的过程模型，基于内模原理设计PID控制器的方法。通过对时滞工业过程对象的数字仿真研究．控制结果表明该控制方法可获得很好的动态性能、鲁棒性和抗干扰能力．是实现自整定PID控制器的一种简单、有效方法。     

一种基于灵敏度的自整定最优PI控制器

1　引言在工业过程控制中 ,PID控制器是最为常用的控制算法[1 ] .这种控制器被广泛应用主要是因为它结构简单、在实际中容易被理解和实现 ,而且许多高级控制都是以它为基础的 .PID参数的整定一般需要经验丰富的工程技术人员来完成 ,既耗时又耗力 ,加之实际系统千差万别 ,又有滞后、非线性等因素 ,使 PI参数的整定有一定的难度 ,致使许多 PID控制器没能整定得很好 ,这样的系统自然无法工作在令人满意的状态 ,为此人们提出了自整定控制器 .本文给出一种实用的基于灵敏度的自整定最优 PI控制器 ,该控制器适用于广泛的自衡系统 .这种 PI自…     

PID控制器参数的优化整定方法

针对存在临界点的A类被控对象及不存在临界点的B类被控对象, 分别采用其$-180^\circ$和$-120^\circ$相位点的频率和增益提出了PID (Proportional-integral-derivative) 控制器参数的优化整定方法. 基于Tchebyshev多项式和分数阶积分器求取被控对象$-180^\circ$或$-120^\circ$相位点的频率和增益, 建立其积分滞后模型. 采用负载扰动下跟踪误差平方和(Sum of squares of tracking errors, SSE)最小作为优化指标, 使闭环系统具有强的鲁棒性的最大灵敏度和最大补灵敏度为约束方程, 针对两类被控对象, 分别建立了基于$-180^\circ$和$-120^\circ$相位点频率和增益的PID控制器比例、积分与微分三个参数的优化整定规则. 通过与其他常用PID控制方法的仿真与物理对比实验, 表明所提方法的优越性.     

基于PID参数整定的无模型自适应控制器参数整定方法

本文针对一阶线性时不变(FOLTI)系统, 将常用的比例–积分–微分(PID)控制器参数整定方法推广到无模型自适应控制(MFAC)参数整定中, 利用PID控制参数整定方法整定直接型MFAC方案的伪梯度初值, 以期改变MFAC控制律初始参数的试凑式选取, 提升MFAC应用的方便性和可接受性. 通过仿真, 验证了所提伪梯度初值整定方法的有效性, 并对比了FOLTI系统的系统参数和系统结构发生变化后, 应用MFAC与PID控制的性能差异.