智能PID算法的研究及其在溫度控制中的應(yīng)用.pdf

1、PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，其算法結(jié)構(gòu)簡單，十分適用于工程中，是迄今工業(yè)過程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制策略。面對越來越復(fù)雜的被控對象，如具有非線性、參數(shù)時(shí)變、數(shù)學(xué)模型無法精確獲得等特點(diǎn)的對象，傳統(tǒng)PID設(shè)計(jì)方法難以取得較好的控制效果。因此，需要先進(jìn)的智能算法來改進(jìn)PID控制器。
　　 智能PID算法是近年來發(fā)展起來的一種將智能控制方法和常規(guī)PID控制方法相融合的新方法。它具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，而且構(gòu)成的PI

2、D控制器結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強(qiáng)、魯棒性高。本文重點(diǎn)研究了幾種常見的智能PID算法，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法、模糊自適應(yīng)PID算法以及基于遺傳算法的PID優(yōu)化算法，通過仿真和應(yīng)用于溫度對象的控制研究了他們各自的特點(diǎn)。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、本文的被控對象為具有非線性、參數(shù)時(shí)變等特點(diǎn)的溫度對象，通過辨識獲得該對象的近似數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用研究中，控制器選取的是貝加萊公司(B&R)的PCC，通過在Automation Studio軟件平臺

3、上使用Automation Basic語言編寫程序，研究各種智能PID算法在實(shí)際溫度控制中的特性。
　　 2、闡述了單神經(jīng)元自適應(yīng)PID和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的控制原理，采用了增益自調(diào)整的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法，及改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法，實(shí)現(xiàn)對溫度對象的控制。仿真和應(yīng)用結(jié)果表明，單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法能滿足較高的動態(tài)性能指標(biāo)，且算法簡單，占用CPU、堆棧等資源少，抗干擾能力和魯棒性較傳統(tǒng)PID有較大的提高；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)P

4、ID算法自學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，資源使用較多，在抗干擾能力和魯棒性方面比單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法有進(jìn)一步的提高。
　　 3、研究了模糊控制的基本原理及特點(diǎn)，采用了變論域的思想來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)模糊PID控制。變論域模糊自適應(yīng)PID控制可實(shí)現(xiàn)模糊因子和PID參數(shù)的自調(diào)節(jié)。仿真和應(yīng)用結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)PID改善了系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間變短，抗干擾能力和魯棒性較傳統(tǒng)PID控制也有較大的提高。
　　 4、采用遺傳算法進(jìn)行PID參數(shù)優(yōu)化，針