基于DCS平臺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用。隨著先進控制技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，PID自整定控制算法是目前DCS系統(tǒng)中應用最多的一種先進控制算法。如果PID整定過程單純依靠手動來完成，是非常麻煩和耗時的，得到的系統(tǒng)性能主要取決于工程師具有的經(jīng)驗和過程知識。目前工業(yè)現(xiàn)場中因為操作人員的經(jīng)驗問題而導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、文從工程應用實際出發(fā)，較為深入地研究了PID自整定技術(shù)的理論和應用，提出了一種“粗調(diào)”+“細調(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)進行選擇。另外，鑒于工業(yè)過程對象的時變性特性，在細調(diào)階段引入了一種PID自適應控制算法。算法在實時監(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，啟動自適應算法。自適應算法中先采用遞推最小二乘法對過程進行在線辨識，然后通過極點配置技術(shù)來對辨識出的模型進行PID控制器設計，修正已有的PID參數(shù)，實現(xiàn)PID參數(shù)的自適應。 本文還在算法研究的基礎(chǔ)上基于中控ECS-100DCS系統(tǒng)設計了PID自整定控制上位機軟件包。并且將本軟件在實際對象上進行應用測試，與同類自整定產(chǎn)品FOXBORO的EXACT控制器和橫河的YS170控制進行了控制效果的橫向?qū)Ρ?，充分證明了此算法的有效性