基于DCS平臺(tái)PID參數(shù)自整定算法研究及軟件包開發(fā).pdf

1、PID調(diào)節(jié)器是工業(yè)過程控制中最常見的控制器，在90％左右的工業(yè)過程控制回路中得到了應(yīng)用。隨著先進(jìn)控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PID自整定控制算法是目前DCS系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種先進(jìn)控制算法。如果PID整定過程單純依靠手動(dòng)來完成，是非常麻煩和耗時(shí)的，得到的系統(tǒng)性能主要取決于工程師具有的經(jīng)驗(yàn)和過程知識(shí)。目前工業(yè)現(xiàn)場中因?yàn)椴僮魅藛T的經(jīng)驗(yàn)問題而導(dǎo)致許多控制回路整定效果不佳，因此PID自整定對于研究者和現(xiàn)場工程師具有極其重要的意義。 本

2、文從工程應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，較為深入地研究了PID自整定技術(shù)的理論和應(yīng)用，提出了一種“粗調(diào)”+“細(xì)調(diào)”模式的PID自整定控制算法。在粗調(diào)階段，基于繼電反饋頻率辨識(shí)及幅頻裕度的理論，提出了基于幅頻裕度配置和繼電建模的兩種PID參數(shù)自整定方法。這兩種方法在控制效果上有所區(qū)別，可以針對控制需求是否希望有超調(diào)進(jìn)行選擇。另外，鑒于工業(yè)過程對象的時(shí)變性特性，在細(xì)調(diào)階段引入了一種PID自適應(yīng)控制算法。算法在實(shí)時(shí)監(jiān)測到過程輸出產(chǎn)生突變，并且突變超過一定閥值的

3、情況下，啟動(dòng)自適應(yīng)算法。自適應(yīng)算法中先采用遞推最小二乘法對過程進(jìn)行在線辨識(shí)，然后通過極點(diǎn)配置技術(shù)來對辨識(shí)出的模型進(jìn)行PID控制器設(shè)計(jì)，修正已有的PID參數(shù)，實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的自適應(yīng)。 本文還在算法研究的基礎(chǔ)上基于中控ECS-100DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了PID自整定控制上位機(jī)軟件包。并且將本軟件在實(shí)際對象上進(jìn)行應(yīng)用測試，與同類自整定產(chǎn)品FOXBORO的EXACT控制器和橫河的YS170控制進(jìn)行了控制效果的橫向?qū)Ρ?，充分證明了此算法的有效性