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《浙江大学》 2004年
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工业过程PID控制器的设计与性能评价研究

王鹤曾  
【摘要】: PID控制是工业过程控制中应用最广泛的方法,因为这种控制策略不仅具有简单的控制结构,而且在许多过程控制应用中都能够获得满意的控制效果。论文着重研究了PID控制器的三种重要设计方法:内模法、频域法和直接综合法,并从确定性性能指标和鲁棒性性能指标的角度,比较这些设计方法在一阶加纯滞后、二阶加纯滞后、非最小相位、积分和不稳定过程PID控制器设计中的应用效果。从研究结果看,各种设计方法所获得的PID控制器参数和相应的控制性能存在着很大差异,采用同一组参数同时让多种控制性能指标都达到最优是不现实的。论文进一步利用随机性性能指标和确定性性能指标以及综合性能指标对PID参数进行寻优,试图提供一种基于综合性能指标设计PID控制器的方法。论文的主要研究工作和成果包括以下几个方面: 1.在回顾PID控制器的历史和发展现状的基础上,着重介绍内模法、频域法和直接综合法三种重要的PID控制器设计方法和控制系统性能指标,综述了目前控制器性能评价技术及其应用情况。 2.针对一阶加纯滞后、二阶加纯滞后、非最小相位、积分和不稳定过程,从确定性性能指标和鲁棒性性能指标两方面定量比较了同一种对象采用不同设计方法所得到的PID控制回路的控制效果。通过综合对比,给出不同工业对象应当优先采用的设计方法。 3.基于综合性能指标优化来进行PID控制器设计,从确定性、随机性、鲁棒性三方面考虑PID控制回路的性能要求,给出了一个折衷的PID控制参数。仿真结果表明综合寻优得到的PID控制器在抑制随机干扰和设定值跟踪方面有良好的控制性能,也有很好的鲁棒性。 4.论文最后是全篇的总结,并展望了PID控制器设计和性能评价等领域所面临的挑战。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM571.6

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【引证文献】
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【同被引文献】
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1 张英范;基于参数辨识的永磁同步电机自适应控制研究[D];广东工业大学;2011年
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2 本报记者 翟滨;BOD测定只需半小时[N];中国环境报;2001年
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4 韩清华;微波真空干燥膨化苹果片的机理及品质研究和设备设计[D];中国农业机械化科学研究院;2007年
5 王建维;制造单元构建的关键技术研究[D];大连理工大学;2009年
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1 危雪;大停电事故恢复中自励磁与暂态稳定快速判别方法[D];三峡大学;2006年
2 李琳;数控机床交流伺服控制系统的设计与仿真[D];三峡大学;2006年
3 张星;基于C/S模式的计算机配毛优化系统的研究[D];西安工程大学;2007年
4 叶琼瑜;化工过程多变量系统的PID控制研究[D];北京化工大学;2008年
5 李一欢;三维打印快速成型机理与工艺研究[D];西安科技大学;2008年
6 甘文彩;硅片传输机器人关键技术研究[D];天津大学;2007年
7 周牡丹;小波变换在系统阶次辨识和控制器设计中的应用研究[D];福州大学;2004年
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9 夏强志;基于伺服电机直接驱动的折弯机数控系统研究[D];华中科技大学;2004年
10 王溪海;船舶制冷控制系统的动态分析与优化设计[D];大连海事大学;2005年
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