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《华侨大学》 2002年
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一种在频域下智能化实现PID参数自整定的新方法

李守庆  
【摘要】: 在实际的工业控制中,PID控制器依然是最主要的一种控制方式。所以,如何简单、有效的实现PID参数的整定依然有着重要的工业意义。通常的整定方法是:在被控对象未知的情况下,将PID控制器看作是对被控对象的校正,从时域、频域、复频域和状态空间几个角度,来分析校正后系统的闭环特性,从而获得理想的PID参数。 本文正是在查阅了大量的前人资料,总结了大量的前人经验的基础之上,针对一阶惯性纯滞后对象,提出了一种实用、有效的PID参数整定法----一种在频域下智能化实现PID参数自整定的新方法。本方法在被控对象未知的情况下,通过被控对象与继电非线性相作用,获得受迫等幅振荡。根据得到的受迫振荡的幅值和频率,在频域下找到与之唯一对应的那个点,利用一个预先训练好的关于频域下的点与变换的映射关系的三层即神经网络,找到与那个点唯一相对应的一个最佳的变换,依据专家控制系统智能化的整定出一组比较理想的PID参数。而且,本方法在被控对象参数强烈改变的情况下,通过仿人智能控制,自动实现测试状态与调节状态的双向切换,根据对象的变化,重新整定PID参数,使系统具有极强的自适应性。 在频域下进行PID参数的整定,主要的方法有四种:幅值相位余量法,极点配置法,临界灵敏度法及最小化模型法。然而这些方法,不是具体实现复杂,就是整定效果不理想。本文正是在这几种方法的基础之上,吸取了其优点,摒弃了其缺点,实现了具体实现简单与整定效果理想的统一。本文的方法只需要对继电非线性与被控对象所组成的系统作一次简单的测试就可以获得很理想的PID整定效果,这是常规的PID参数整定法所无法比拟的;而且在被控对象参数强烈改变的情况下,可实现自动切换、重新整定,表现出极强的自适应性,这也是常规PID控制器所不可能具有的。这两点也正是本文的独创之处。 本文的第一章大部分内容是现有文献上的,属于概括总结内容;第二章、第三章是本人在总结前人工作的基础之上,进行了大量性能分析和比较;而第四章基本上属于创新内容。
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP273

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 方咸云;基于遗传算法的智能自适应控制系统研究[D];华侨大学;2003年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 钟碧良,谢小球,毛宗源;基于神经元网络参数自调整的PID控制器[J];工业仪表与自动化装置;1999年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 杨启伟;陈以;;常用温度控制法的对比[J];兵工自动化;2005年06期
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9 叶瑰昀,罗耀华,金鸿章;减摇鳍模糊参数自整定PID控制器设计及仿真研究[J];船舶工程;2002年03期
10 赵大军;李文华;孙友宏;张楠;;工程地球物理勘探随钻测量钻机的研制[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马良玉;盖银平;史振兴;;600MW超临界锅炉过热汽温反馈补偿神经网络逆控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 张亮;;模糊/PID控制器的设计及仿真研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
3 李良敏;秦树凯;李界家;;二自由度自整定PID控制器及其在铝电解过程中应用研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
4 陈机林;侯远龙;张世琪;;电气伺服稳定系统的模糊推理自适应PID控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
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6 罗辑;曹建国;陈世平;刘建涛;;基于GPC的多模态控制算法设计与仿真[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
7 肖健梅;王锡淮;柯玉波;;基于支持向量机的电力系统励磁控制[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
8 ;Particleboard Hotpress Position Servo-control Using Fuzzy Self-tuning Method[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
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10 严爱军;柴天佑;;竖炉燃烧室温度的智能控制方法及应用[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
2 覃海涛;交流伺服系统自调整技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 肖中俊;抄纸过程智能控制策略研究[D];陕西科技大学;2011年
4 刘英培;PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D];天津大学;2010年
5 马占福;热连轧板形控制模型优化与应用研究[D];西安建筑科技大学;2011年
6 熊瑛;基于智能控制的潜艇操纵运动仿真研究[D];中国舰船研究院;2011年
7 王淑平;对称系统的耗散性分析与控制[D];天津大学;2011年
8 沈玉玲;基于等价传递函数的多变量控制系统分析与设计[D];上海交通大学;2012年
9 权玲;内模控制方法在复杂系统中的研究与应用[D];北京化工大学;2010年
10 林放;脉冲MIG焊电弧调节机理与控制优化研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
3 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
5 张立琪;调节系数的BP神经网络在字符识别中的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李国林;PID控制器参数整定技术研究与优化设计[D];大连理工大学;2010年
7 孙广孟;基于PAC的神经网络PID控制的方法研究[D];大连理工大学;2010年
8 谭帅;基于DWO算法的预测控制及在电力负荷预测中的研究与应用[D];长沙理工大学;2010年
9 吴凡;基于预测控制的网络控制系统研究[D];天津理工大学;2010年
10 马骏驰;FOPDT不稳定系统的PID稳定控制分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱彤,任庆昌;PID一模糊控制的应用探讨[J];电气传动自动化;2002年03期
2 陈国龙,蔡金锭;遗传算法在求解全局优化问题中的应用[J];福州大学学报(自然科学版);1999年05期
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4 张杰,邹继刚,李文秀;多输入多输出系统的神经网络PID解耦控制器[J];哈尔滨工程大学学报;2000年05期
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7 陈定君;周志强;刘积仁;;遗传程序设计模式理论新进展[J];计算机科学;1999年07期
8 刘健勤,魏敏洁;进化计算的可计算性[J];计算技术与自动化;1998年03期
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 桑保华;薛晓中;;基于遗传神经网络的简易制导炸弹有控弹道设计[J];弹道学报;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 桑保华;简易制导炸弹有控弹道的设计与研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 耿爱媛;基于GA-BP神经网络的智能评语生成的研究[D];天津财经大学;2011年
2 孙琼;基于事例推理的棉纺工艺专家系统研究与实现[D];武汉理工大学;2006年
3 徐江陵;基于遗传算法的自适应模糊控制在工程船控制方面的研究[D];武汉理工大学;2006年
4 王学芝;模糊自适应PID控制研究及其在小型加热系统中的应用[D];华侨大学;2006年
5 戴志明;自适应控制器参数优化研究[D];湖南科技大学;2008年
6 杨博;组合式空冷器风量喷淋量解耦分析[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李鸿儒,顾树生,邓长辉;递归神经网络的RPE算法及其在非线性动态系统建模中的应用[J];东北大学学报;2000年06期
2 高峰,秦翼鸿,徐国禹;Fuzzy电压调节器的一种自动设计方法[J];电力系统自动化;1995年08期
3 雷勇;单参数PID模糊控制器的设计[J];电子技术应用;1992年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周文豪;;PID控制参数自整定的方法与实践[J];工业控制计算机;1991年05期
2 程宇;程磊;黄卫华;孙浩;;基于模糊控制的智能车调速系统的设计[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年04期
3 王芳;;基于ARM的参数自整定PID调节器[J];机械工程与自动化;2007年06期
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5 王志强;吴嘉澍;郭寒军;;基于自抗扰技术的智能温度控制器设计[J];电气传动;2008年04期
6 王新阁;孟庆迪;李堂经;;基于模糊控制的飞机液压伺服系统研究[J];机床与液压;2009年05期
7 鲁守荣;参数在线自调整模糊控制器[J];湖北汽车工业学院学报;1998年02期
8 吕秀江;辛长宇;张泳;;智能调节器的PID参数自整定[J];试验技术与试验机;2001年Z1期
9 杨霞,任敏,于立新;模糊逻辑参数自整定PID复合控制的设计[J];沈阳工业大学学报;2002年01期
10 姚河清,陈亚政,孟庆芹;一种基于DSP的焊缝跟踪模糊控制器系统的设计[J];仪器仪表用户;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔纳新;张庆范;;模糊控制技术在智能软启动中的应用[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
2 代方远;张兴会;;仿人智能控制器参数在线自整定方法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
3 丘文烽;;PID参数自整定专家系统[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
4 王伟;韩京清;;非线性PID控制器参数自整定的一种方法——二元控制系统方法[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
5 朱虹;李世华;田玉平;;基于参数自整定PID控制的温室环境控制系统[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
6 郭振兴;房建东;房彦伟;;电液比例位置系统模糊自整定PID控制器设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
7 陈晓青;姜木林;秦忆;陶绪楠;;交流伺服系统中PI参数微机自整定[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
8 李猛;;用PMK可编程调节器实现参数自整定[A];过程系统工程2001年会论文集[C];2001年
9 邹自明;;变速积分PID在温度控制系统的应用[A];2004年广西自动化学会学术年会论文集[C];2004年
10 张永辉;邵诚;;雾化炉铝液温度的自整定模糊-PI控制[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 山东 孔军;浅谈变频器的安装调试方法[N];电子报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 陈鹏展;交流伺服系统控制参数自整定策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
3 周娴玮;原子力显微镜成像与纳米操作控制的研究[D];南开大学;2009年
4 程跃;中药制药过程控制及集成化生产若干关键问题研究[D];西南交通大学;2010年
5 胡楷;交流驱动系统模型参考自适应控制技术[D];国防科学技术大学;2004年
6 王海涛;变风量空调系统在线故障检测与诊断方法及应用研究[D];湖南大学;2012年
7 卢少武;永磁同步直线伺服系统的参数自整定与抗扰动策略研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龚岚;基于Fuzzy-PID复合温度控制系统的铟点黑体辐射源的研制[D];电子科技大学;2009年
2 王玲芝;参数自整定PI估计器在永磁同步电机直接转矩控制中的应用研究[D];西安理工大学;2006年
3 罗运辉;复杂热工过程预测控制系统参数自整定方法研究及应用软件包开发[D];山东大学;2005年
4 杜亚萍;不确定对象控制器参数自整定与优化设计研究[D];浙江大学;2006年
5 张晓青;PID参数自整定控制在暖通空调系统中的应用[D];沈阳工业大学;2007年
6 侯锡立;基于DSP的PI参数自整定SPM控制器的设计[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2008年
7 李一军;基于遗传神经网络的PID自整定算法的研究[D];西安科技大学;2009年
8 张理;快响应气体温度控制系统的研究[D];华中科技大学;2005年
9 伍铁斌;PID控制器参数智能整定方法研究[D];湖南科技大学;2007年
10 赵志刚;气流粉炸药生产线管道风速控制系统[D];中南大学;2009年
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