收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于预测模型的模糊PID参数自整定控制算法的研究与实现

德湘轶  
【摘要】:由于工业过程控制中被控对象本身所固有的滞后特性,非线性及其动力学特性的内部不确定性和外部环境扰动所带来的不确定性,使得控制器参数不易确定,造成控制品质下降,使过程控制问题复杂化。为了获得满意的控制效果,通常采用参数自整定PID或是Smith预估器等传统的控制方法,并在工业现场得到了一定程度的应用。但由于传统的控制方法往往需要有精确的数学模型,在模型发生变化时便不能满足系统在不同条件下对参数自整定的要求,控制效果不佳。智能控制理论的研究已经较为深入,现场总线技术的出现导致了传统控制系统结构的变革,也使得智能控制方法应用于工业现场成为可能。因此,本文在研究传统时滞系统控制方法及时滞系统的模糊预测控制算法的同时,探索了将先进控制策略应用于实际系统的方法,为智能控制方法应用于工业生产提供了有益的实践经验。 本文在对经典的模糊控制理论及预测控制理论进行深入研究的基础上,提出了一种基于预测思想的PID参数自整定模糊控制算法,将PID参数自整定模糊控制与预测控制有机结合。利用模糊控制算法能够解决数学模型不确定的问题,具有自学习功能,适应不确定性系统的动态特性的优点,通过在线学习来实现具有最佳参数组合的PID控制。而且还利用预测模型来估计过程未来的偏差值,滚动确定当前的最优输入策略避免由于滞后引起的控制作用需长时间后才能反映到系统输出上的缺点,从而实现滞后控制。 根据本文提出的基于预测模型的PID参数自整定模糊控制算法,给出了在S7-300PLC中的实现过程,并在现场总线过程控制实验装置上进行了实验研究。实验以西门子的SIMATIC NET工业通讯网络和软件、硬件设备为平台,设计了PID参数自整定模糊控制算法的程序和预测控制子程序,通过编写STL语言程序实现并将程序下载到PLC中将控制算法应用到PLC中,实现了智能控制算法在实际中的应用。在FCS(Fieldbus Control System,现场总线控制系统)实验装置上分别进行了PID控制实验,预测模糊PID参数自整定模糊控制实验,得到了比较理想的结果。实验结果表明,该方法有效的解决了被控对象的滞后和模型不确定性问题,同时实现了PID参数的在线自整定,控制响应速度变快,跟踪能力增强,调节时间明显减少,控制精度得到提高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 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
2 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
3 李建新;李跃新;;PID控制算法专家参数自整定的研究[J];新技术新工艺;2007年10期
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 韩星海;;基于模糊控制的双闭环调速系统[J];潍坊学院学报;2008年04期
11 刘岑俐;张明;;基于模糊规则参数自整定PID的三容水箱液位控制[J];电子测试;2009年11期
12 曾琳;张文涛;;基于RBF神经网络的智能PID控制算法[J];计算机与数字工程;2011年01期
13 李伟强;李爱国;王诚志;;PID参数自整定的多回路调节器及其应用[J];化工自动化及仪表;1987年04期
14 万起光;徐用懋;;模式识别法PID参数自整定[J];化工自动化及仪表;1989年04期
15 林叶锦,朱绍庐;主机缸套水温度控制的改进研究[J];大连海事大学学报;1998年02期
16 陆顾新,黄道平,朱学峰,王永庆;一种PID调节器参数自整定方法的研究设计[J];石油化工自动化;2003年04期
17 朱晓宏,邵冬明,游道华;参数自整定PID模糊控制器的设计及Simulink仿真[J];汽车科技;2003年01期
18 王根平;PID调节器参数自整定算法实现[J];深圳职业技术学院学报;2004年03期
19 伊连云;;基于PLC的矿井排水系统的模糊-PID设计[J];自动化技术与应用;2006年08期
20 杨竞;;模糊控制和参数自整定PID设计[J];科技信息(科学教研);2007年33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
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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978