PID控制器在多变量过程控制中的应用
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更新于2024-07-18
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"PID Control for Multivariable Processes" 是一本关于多变量过程PID控制的学术著作,由Qing-Guo Wang、Zhen Ye、Wen-Jian Cai和Chang-Chieh Hang等人编著,出版于Springer的Lecture Notes in Control and Information Sciences系列。该书探讨了在工业界广泛应用的PID控制器在处理复杂多变量系统中的理论与设计。
PID(比例-积分-微分)控制是一种经典的控制策略,用于调整系统的响应,确保其能够稳定且有效地达到设定目标。尽管现代控制理论中有许多高级的控制算法,但PID控制器因其简单、实用、易于理解和实现的特点,自上世纪以来一直是工业自动化领域最主流的选择。
在多变量过程控制中,挑战主要在于系统中的各个变量相互关联,一个变量的改变可能会影响到其他变量的动态行为。传统的单输入单输出(SISO)PID控制器可能无法有效处理这些复杂的交互作用。因此,书中可能会介绍如何扩展PID控制器以适应多变量系统,如解耦控制、协调控制和矩阵PID控制器等概念,以及如何通过适当的参数整定和控制结构设计来改善系统性能。
书中可能会涵盖以下几个关键知识点:
1. **多变量系统的数学模型**:阐述如何建立描述多变量过程的动态模型,如状态空间模型、传递函数矩阵或零极点增益矩阵。
2. **解耦控制**:讨论如何设计控制器使得每个变量可以独立控制,即使系统中存在交叉耦合。
3. **协调控制**:介绍如何综合考虑所有变量,实现全局优化的控制策略,以达到整体性能的最佳。
4. **矩阵PID控制器**:解释如何利用矩阵形式的PID控制器来同时处理多个输出,以应对多变量问题。
5. **参数整定**:探讨针对多变量系统进行PID参数优化的方法,如Ziegler-Nichols规则的扩展或其他智能优化算法。
6. **适应性和自适应控制**:可能涉及如何使PID控制器能够根据系统变化自动调整参数。
7. **稳定性分析**:分析多变量PID控制系统的稳定性条件和性能指标,如根轨迹、Lyapunov稳定性等。
8. **案例研究**:通过实际工程案例,展示PID控制器在化工、能源、机械等领域的应用及其效果。
此外,作者们可能还会讨论PID控制在现代自动化技术如分布式控制系统(DCS)、现场总线系统和工业物联网(IoT)中的应用,并对比PID与其他先进控制策略的优缺点。这本书是深入理解并应用于多变量过程PID控制的宝贵资源。
2015-09-05 上传
2012-06-18 上传
2013-02-03 上传
2013-12-16 上传
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2013-05-17 上传
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2009-02-11 上传
2010-09-08 上传
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