基于经验整定公式的热工系统控制器参数智能优化

提出了基于大量实验总结得到的针对有自平衡和无自平衡对象的控制器经验整定公式,实验证明了公式的有效性,该公式可直接用于工程中。进而,利用粒子群算法(PSO)优化有自平衡对象构成的主蒸汽温度系统以及无自平衡对象构成的锅炉汽包水位系统的控制器参数,采用经验整定公式进行初始路径的选择,指导了粒子群最初的寻优过程,大大降低了寻优的随机性,克服了PSO进化速度慢及易于陷入局部最优解的缺陷。

调节性能最优的继电反馈PID整定公式

针对实际控制系统中恒值控制系统较多的情况,以调节性能最优为目标,利用计算机辅助分析工具和数据拟合软件,建立了继电反馈自整定所使用的PID参数整定公式。同时,针对2类常用过程模型的仿真试验,设计了一种新的整定公式并拟合得到4套整定公式,且分别用4个算例验证了4套整定公式的有效性。将新整定公式与已提出的2种整定公式进行比较,结果证明了新公式的优越性。

用于继电反馈自整定的PID参数整定公式

针对原始继电反馈自整定方法使用ZN经验公式而致使响应曲线超调量大和振荡多等问题,提出了一种建立继电反馈自整定用的PID参数整定公式的方法。这种方法基于IAE指标最小化的参数优化技术和数据拟合技术。用一个算例演示了用新方法导出的整定公式的有效性,并通过与用ZN整定公式和用基于幅值裕度和相位裕度的整定公式的同一算例比较,说明了新公式的优越性。

热工系统PID参数整定公式的仿真研究

针对目前工业过程控制系统普遍使用PID控制律的特点,通过大量的仿真及数据分析,提出了有自平衡和无自平衡控制系统PID控制器参数的经验整定公式。仿真结果表明,在上述经验公式下得到的控制器参数,可以满足电力行业标准提出的模拟量控制系统的品质指标要求,而且,控制器参数既可以直接应用于实际火电机组的闭环控制系统,也可以作为各种PID控制器参数优化算法的寻优初值及优化区间的中心值。

伺服系统速度环控制参数自整定方法研究

为了能够获得伺服系统的最优性能,必须寻找一种高效实用的伺服速度环控制参数自动整定方法。通过坐标轮换方法对一阶惯性滞后模型的PID控制参数进行寻优,可以得到对应不同特征模型的最优控制参数。利用最优控制参数集合,运用曲线拟合的方法,获取了一组基于一阶惯性滞后模型特征值的最优参数整定公式,根据得到的整定公式,设计了一种伺服速度环控制参数的自整定方法,并进行了实时仿真研究。结果表明:提出的速度环控制数自整定方法能够高效获得整定结果。

S7-200 PLC的PID自整定算法剖析

经典PID控制器的设计根据被控对象的数学模型,选择调节器的形式,如模型为确知的传递函数,用根轨迹法或频率响应法来确定PID参数,如对象模型不确知,往往用试凑法来整定控制器参数。对复杂多变的现场,这费时费力,且整定的控制器性能有限。S7-200 PLC已经支持PID自整定功能,对其所用继电反馈算法予以剖析,讨论其特点。

发电机附加电压调差率的整定及分析

对《大型汽轮发电机励磁系统技术条件》中电压调差率整定公式进行重新推导,并从工程应用的角度讨论了如何选择电压调差率的参考基准和整定公式。

基于改进DE算法的PID参数整定及其应用

将PID经验整定公式和自适应算子引入到微分进化(DE)算法中,在此基础上提出了改进的微分进化(IDE)算法,即采用PID经验整定公式指导DE算法中初始种群的产生,减少了DE算法寻优的随机性,加快了收敛速度且不依赖调试人员的经验,实现完全自适应获得PID参数.对具有严重参数不确定性、多扰动及大迟延的循环流化床(CFB)锅炉汽温控制系统进行仿真研究,并将IDE算法应用到某300 MW CFB锅炉主汽温控制系统中.结果表明:IDE算法寻优速度快、计算量小,对参数优化非常有效;与遗传算法(GA)整定PID参数的效果相比,IDE算法具有较好的调节品质和较强的鲁棒性,汽温控制效果得到明显改善.

一种改进两点法无超调PID自整定算法研究

利用PID自整定算法对时滞系统进行控制是工业控制领域最常见的问题。针对阶跃响应法在工业现场不易实施,常规Z-N控制算法整定参数不理想的问题,提出一种改进两点法无超调PID自整定算法。即在被控对象从冷态上升至设定值的过程中建立数学模型,获取被控对象的模型参数,并根据经典的PID参数整定方法即Z-N经验法提出一种对PID参数公式进行修正的方法,最后得出一组新的PID无超调整定公式。该方法具有超调量小,整定速度快,抗干扰能力强和容易在工业现场实施的特点。

基于Arduino单片机的平衡车设计

设计了一种采用双闭环PID控制的双轮自平衡车,系统以Arduino Mega2560单片机作为主控芯片,采用MPU-6050陀螺仪加速度计传感器实时采集车体角度和角速度数据,通过互补滤波算法对干扰进行抑制.车体的直立运行控制采用负反馈PD控制,车身速度控制采用正反馈PI控制.平衡车主控芯片通过控制电机驱动模块L298N调节PWM输出的占空比来改变电机的转速.按照Ziegler-Nichols经验整定公式求出PID初始参数,使用Simulink构建该PID算法模型并进行仿真,仿真结果表明所使用的双闭环PID控制算法的动态性能良好,具有较好的抗干扰能力.平衡车的实物调试结果实现了平衡车直立平衡运行的目标.

一种基于自适应PID参数的无超调控制方法研究

提出一种在自整定确定PID参数的基础上,根据辨识模型的时间常数与纯滞后的比值进一步对比例系数进行自适应修正,从而使得被控对象无超调的达到设定值的方法。并对该方法的跟踪性、抗扰性与鲁棒性进行了研究。

时滞对象的自抗扰PID控制

提出一种适合时滞对象的自抗扰PID控制器及其整定方法。由于难以完全测得时滞对象输出变量的高阶导数,用一个二阶观测器观测系统中模型和外部干扰等未知因素,然后结合经典反馈理论,得到一个四参数的自抗扰PID控制器。由Z-N整定公式推导出其中3个控制器参数的整定公式,适当调节剩余自由参数,可以获得较好的动态性能。2个仿真实验表明:该方法能够有效改善时滞对象控制系统的动态性能,增强系统的适应性和鲁棒性。