基于阶跃辨识的PID自整定研究及软件开发

工业过程控制中,一般通过实验试凑法整定控制器参数,这种方法不免带有一定盲目性且瞬态性能指标不够理想;为了让控制器更高效、实用,需要对被控对象模型有精准的辨识,整定出与系统被控对象相吻合的PID控制器参数;以工程应用为出发点,通过深入研究PID自整定技术原理和实际的工程应用,实现了基于阶跃辨识的PID自整定的软件开发,并通过改变对象模型PID参数,验证了该软件系统的稳定性及准确性。

基于阶跃辨识的自整定PID控制器

提出了一种简单、实用的,基于阶跃辨识的改进型自整定PID控制器的设计方法。该方法利用阶跃响应信息,采用特征面积法辨识出二阶等容加纯滞后近似模型,基于零极对消方法设计满足给定幅值裕度和相角裕度的PID控制器。此方法克服了传统切线法辨识对象时滞误差大,继电反馈实验受限制的缺点。仿真结果表明了该控制器的有效性。

负载敏感泵参数辨识与计算方法研究

针对负载敏感泵参数辨识问题,提出一种基于系统辨识和理论计算相结合的负载敏感泵参数计算方法。该方法首先使用阶跃响应辨识法根据变量泵阶跃信号测试数据辨识出负载敏感泵增益、固有频率和阻尼,然后结合变量泵设计公式确定变量缸等效质量、弹簧刚度及预紧力等参数。仿真结果表明,用该方法得到的变量泵参数能够真实再现变量泵各个工作状态特性。该方法对负载敏感系统建模分析和系统设计匹配具有重要意义。

基于热电制冷器温控系统数学建模和参量辨识

为了实现对半导体激光器温度的高精度控制,利用热电制冷器、温度传感器与相应的散热装置,设计了一套半导体激光器温度控制的实验系统。首先采用热力学分析方法,对实验系统进行了理论分析,建立了该温控实验系统数学模型与相应的传递函数;其次,在取得了半导体激光器温度数据的条件下,根据模型参量的特点,提出了一种结合阶跃响应的实验曲线,应用非线性曲线最小二乘拟合进行模型参量的辨识;最后利用该模型参量进行了系统仿真和实验验证。结果表明,仿真曲线、拟合曲线与实验曲线结果一致,拟合的模型参量具有较高的预测精度。这些结果对优化调整温度控制实验是有帮助的。

基于改进粒子群优化的连续系统闭环辨识新方法

将粒子群优化算法(PSO)的全局辨识能力以及无约束多维寻优法——Rosenbrock的局部搜索能力相结合提出一种全新的参数辨识方法。该方法不需要控制器的先验知识,对测试信号无任何要求。仿真实验表明,与PSO-SQP算法及两阶段闭环辨识法相比,该方法对连续系统在响应不充分的情况下有良好的辨识效果。

PID自整定方法在火电厂DCS中的应用

讨论了现有的各种PID控制器参数自整定方法和发展状况,针对火电厂DCS中PID控制器参数人工整定存在的问题,提出了基于阶跃辨识的PID参数自整定算法.

先控PID参数整定方法及其在燕山11套生产装置上的应用

针对常规PID参数整定方法的局限性,提出采用先控PID方法整定控制器参数,该方法提取过程数据,进行对象辨识,进而在离线的优化站上进行参数整定,对实际过程几乎没有影响。在燕山石化11套生产装置上应用,效果显著,装置的自控率从原来的50%左右一跃接近100%。通过开发的装置自控率实时监控系统的应用,有效地保证了高水平自控率的持续性。

双螺杆挤出机动态特性的传递函数试验研究

针对工艺参数变化导致双螺杆挤出机机头压力波动的动态传递函数建模问题,从控制理论的角度,采用阶跃响应法辨识系统,通过阶跃增加或减少螺杆转速与喂料量,得到机头压力p与螺杆转速n之间的传递函数可表示为参数可变的一阶惯性环节与带纯滞后的反向一阶惯性环节之和,两个一阶惯性时间常数T1和T2、两个放大倍数K1和K2、纯滞后时间τ1均是螺杆转速n的函数。机头压力p与喂料转速n1的传递函数为比例纯滞后环节,比例系数K3和纯滞后时间τ2均是螺杆转速n的函数。

大射电望远镜系统输出滞后补偿方法

针对大口径射电望远镜摩擦、间隙和大惯量引起的输出滞后问题,提出了一种输出滞后鲁棒控制器设计方法。首先,根据阶跃响应辨识的思想获得扰动的边界,在此基础上基于稳定性理论,确定出系统的不稳定边界;其次,设计鲁棒控制器使系统的频率响应曲线与禁区无交叉,从而使系统具有鲁棒性和稳定性,该方法的优点在于它是基于稳定性理论设计的无需稳定性证明,且设计简单容易实现,能保证系统在一定范围内发生波动时仍具有较好的控制性能;最后,通过实验验证了文中方法的有效性。