收稿日期 :2002203226
作者简介 :雷聚超
(
19622
)
,男 ,副教授 ,主要从事计算机控制与
网络数据库的研究。
图 1 —1 温升阶跃曲线
一种新的自适应 PID 控制算法
雷聚超
(
西安工业学院计算机科学与工程系 ,陕西西安 710032
)
[摘 要] 针对大惯性工业对象 ,设计了一种新的自适应 PID 调节器控制算法并应用于工业
温度控制系统中。实验结果表明 ,利用人工智能算法与 PID 自适应算法的有机结合 ,可以使温度控
制曲线在不同的阶段平滑过渡 ,使系统控制过程达到最优。
[关键词] 自适应 PID;参数整定 ;过程控制 ;步长
[中图分类号]TP27312 [文献标识码]A [文章编号]100020682
(
2002
)
0520023203
A kind of new adaptive PID control algorithm
LEI Ju2chao
(
Computer Science & Engineering Dept of Xi’an Polytechnical College , Shaanxi2Xi’an 710032 , China
)
Abstract :This paper presents a kind of new adaptive PID control algorithm applicable to a temperature
control system in an industrial process. The experiments show that combining the artificial intelligence algorithm
with the adaptive PID algorithm can yield smooth temperature control curves in different stages and achieve an
optimal control process.
Key words :Adaptive PID ;Parameter tuning ;Process control ;Step length
由于 PID 调节器规律简单、运行可靠、易于实现
等特点 ,PID 控制器仍是目前工业生产过程控制系
统中应用最广泛的一类控制器。然而 ,随着工业过
程对控制性能要求的不断提高 ,传统的 PID 算法已
不能完全满足生产实际的要求。为此不少学者在现
代控制理论的基础上建立了一些新的控制算法
[1 ,2]
及 PID 参数的自动整定方法
[3 ]
,但许多算法在工程
应用过程中比较复杂 ,特别对于多段温度控制系统 ,
在升降温过程中会出现振荡等现象。为此 ,将常规
PID 控制器与自校正算法相结合并利用人工智能系
统使其在系统状态变化的每一时刻自动调节 PID 参
数 ,让控制过程时刻处于最优状态是每个编程人员
都力争实现的。为了达到这种目的 ,笔者利用改进
的 Z - N 算法与人工智能结合 ,完成 PID 参数的初
始值设定 ,利用测量误差改变调节器步长的方法实
现 PID 参数的自动整定 ,在大型加热炉的多段温度
曲线控制中取得了非常满意的效果。
1 利用 Z - N 算法获得 PID 参数的初始值
Ziegler2Nichols 方法
(
简称 Z - N 算法
)
是基于简
单的被控过程的 Niquist 曲线的临界点计算 PID 参
数初值的方法。它采用的整定准则是要求系统的暂
态过程衰减率为 0175 ,其最大优点是计算方法简
单 ,使用方便。但实际过程中 ,许多工业对象对自动
控制系统的要求各不相同 ,生产过程的暂态衰减率
不同于 0175。因此 ,本文采用修正的 Z - N 整定方
法 ,即利用 4∶1 的衰减比性能准则获得 PID 参 数的
初始值。
给系统施加一阶跃输入 U
(
可取 U 为 40 %功
率
)
,由于温度控制系统有一 S 形响应曲线 ,可以利
用一阶延时系统进行近似 :
U
(
s
)
/
T
(
s
)
= Ke -
τ
s
/
(
1 + Ts
)
假如温度达到 50 %和 75 %时所用的时间分别
为 :t1、t2 ,如图 1 —1。则根据 Z - N 调谐器调谐准
则 :
Kp = 112U/
(
RL
)
, Ti = 2L , Td = 015L ;
(
1 —1
)
按照 4∶1 的衰减比 ,可等到 :
斜率 R =
(
0175 - 015
)
3 T
SET
/
(
t2 - t1
) (
1 —2
)
滞后 L = t1 -
(
2 T1 - 4 T0
) (
t2 - t1
)
/ T
SET
(
1 —3
)
利用这种方法可以方便
地得到 PID 参数中的比例系
数 Kp、积分时间常数 Ti 和
微分时间常数 Td 的初始值。
·32·
2002 年第 5 期 工业仪表与自动化装置
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
liyuqia
- 粉丝: 0
- 资源: 2
我的内容管理
收起
- 我的资源
快来上传第一个资源
我的收益 登录查看自己的收益
我的积分
登录查看自己的积分
我的C币
登录后查看C币余额
我的收藏 
我的下载 
下载帮助
会员权益专享
最新资源
- 数据结构1800题含完整答案详解.doc
- 医疗企业薪酬系统设计与管理方案.pptx
- 界面与表面技术界面理论与表面技术要点PPT学习教案.pptx
- Java集合排序及java集合类详解(Collection、List、Map、Set)讲解.pdf
- 网页浏览器的开发 (2).pdf
- 路由器原理与设计讲稿6-交换网络.pptx
- 火电厂锅炉过热汽温控制系统设计.doc
- 企业识别CIS系统手册[收集].pdf
- 物业管理基础知识.pptx
- 第4章财务预测.pptx
- 《集成电路工艺设计及器件特性分析》——实验教学计算机仿真系.pptx
- 局域网内共享文件提示没有访问权限的问题借鉴.pdf
- 第5章网络营销策略.pptx
- 固井质量测井原理PPT教案.pptx
- 毕业实习总结6篇.doc
- UGNX建模基础篇草图模块PPT学习教案.pptx
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！
点击此处反馈
评论2