PID控制器参数模糊自整定研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文摘要本文主要研究的是PID控制器参数模糊自整定方法。首先对PID控制器与参数整定方法、模糊控制的基本原理、发展历史、研究现状和发展趋势进行了综述。然后，针对上述两种方法中存在的不足，将两种方法综合起来，取长补短，提出一种比较完善的模糊PID控制器参数自整定算法。应用模糊集合理论和方法，把操作人员的PID参数整定经验总结成模糊规则模型，形成微机查询表格。微机根据控制系统的实际响应情况，运用模糊推理与决策实现对参数的在线调整。／这种算法无需辨识系统的精确数学模f型，只需在线检测出系统的期望输出和

2、实际输出的偏差，通过判断其趋势从而决策出调整因子的大小，然后代入模糊自调整公式，即可整定出所有参数。其简单性和可实现性是显而易见的。厂6在z．N法整定出PID参数的基础上，将本文提出的自调整公式应用于时滞二阶对象的控制。仿真结果表明，本文提出的算法优于传统的整定方法和相关文献的整定方法。提出一种基于给定幅值裕度和相角裕度的PID参数模糊自调整算法，根／据不同的幅值裕度和相角裕度，针对高阶对象进行了仿真。(结果表明，该算法、?有较快的稳定速度。卜一／关键词模糊控胄￡PID控韦ij’自整定y相位确话值裕赢自调整因子VA

3、BSTRACTInthisdissertation，basedonfuzzyinferences，aself-tuningPIDisdeveloped．TheprincipleofPIDcontrolandFuzzycontrolisdescribed．Boththeirdevelopinghistoryandtrendarediscussed．Aself-tuningPIDcontrollerbasedonfuzzyinferencesisdesignedbyjoiningtheadvantagesoffirst

4、onetoasecondone．Amodeloffuzzyrulesisbuiltbasedontheoperator’sexperiences，thenitischangedintoaninquiryform．Accordingtosystem’srealrespondingsituation，fuzzyreasoninganddecisionareusedtoregulatePIDcontroller’sparameterson．1ine．Neitheridentificationnorexactlymathe

5、maticalmodelofcontrolledobjectisneeded．itonlyneedstomeasurethecontrolledsystem’Sdesiredoutputandrealoutputandcomputethedifferenceofthem，thengettheresultofself-tuningfactorbyfuzzyinferenceanddecision．Afterattainingtheself-tuningfactor,wecantuneallPIDcontrollerp

6、arametersbytheself-tuningformulas．Itisobviousthatthismethodissimpleandfeasible．Designingacontrollerforatwo—orderplustimedelaysystem，Simulationresultsshowthatmealgorithmhasbetterperformancethanothermethods．Analgorithmofself-tuningPIDpamrnetersbasedonspecifiedph

7、aseandgainmarginsisproposed．Simulationresultsofhigllorderprocessshowthatthealgorithmhashightrackingspeed．KEYWORDSFuzzycontrol，PIDcontrol，self-tuning，phaseandamplitudemargins，self-tuningfactorII浙江工业大学硕士学位论文第一章绪论1．1引言P1D控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工

8、业过程控制，至今仍有9C％左右的控制回路具有PID结构⋯。而实际工业生产过程往往具有非线性、不确定性，难以建立精确的数学模型，应用常规的PID控制器难以达到理想的控制效果；在实际生产过程中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，对运行环境的适应性较差。针对上述问题，长期以来，人们一直在寻求PID控制器参数的自整定技术，以