PID控制器參數(shù)自整定方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、PID控制器因為結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)，并且具有較強(qiáng)的魯棒性，因而被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程控制中。盡管已經(jīng)出現(xiàn)多種先進(jìn)控制方法，PID控制仍然在各種工業(yè)控制技術(shù)中占著主導(dǎo)地位。PID控制器參數(shù)整定優(yōu)劣與否，是以其能否在實用中得到好的閉環(huán)控制效果為前提條件的。迄今為止，各種先進(jìn)PID控制器參數(shù)整定方法層出不窮，但在實際應(yīng)用中，這些先進(jìn)的整定方法并沒有像預(yù)期的那樣產(chǎn)生完美的控制效果。這主要是因為PID控制器結(jié)構(gòu)上的簡單性決定了它在控制品質(zhì)上的局

2、限性，并且這種簡單性使得PID控制器對大時滯、不穩(wěn)對象等被控對象的控制性能不是很好：同時PID控制器無法同時滿足對設(shè)定值跟蹤和抑制外擾的不同性能要求。 本文首先闡述了PID控制器的算法特點、參數(shù)對控制性能的影響，并對PID控制器的基本自整定算法進(jìn)行了分析；重點研究了基于繼電反饋的PID參數(shù)自整定算法的基本原理，根據(jù)瑞典學(xué)者K.J.Astrom提出的在繼電反饋下觀測被控過程的極限環(huán)振蕩以及Z-N公式，詳細(xì)地推導(dǎo)了相應(yīng)的PID控制器

3、參數(shù)整定公式。并以DUT6000溫度控制模塊為硬件平臺，利用DUT6000采集溫度，上位機(jī)通過串行通信讀取DUT6000中轉(zhuǎn)換后的溫度值，進(jìn)行控制處理，直接控制DUT6000的開關(guān)量輸出，通過調(diào)節(jié)控制輸出的占空比，利用PWM的方法控制加熱功率，從而實現(xiàn)控溫。使用變速積分法對控制器進(jìn)行改進(jìn)，并應(yīng)用到實際控制中，給出了不同參數(shù)時的控制效果。同時，給出了控制電路、控制策略及程序流程圖。該算法無需了解被控對象的模型，很容易在工業(yè)控制系統(tǒng)中實現(xiàn)，