PID自整定控制儀的研制與開發(fā).pdf

1、PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好及可靠性高，至今仍廣泛應(yīng)用于過程控制和運動控制中。隨著現(xiàn)代過程工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，現(xiàn)場工況變化頻繁和日益復(fù)雜、需要經(jīng)常對PID參數(shù)進(jìn)行不斷整定，以適應(yīng)工藝產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的要求。本論文針對生產(chǎn)過程控制現(xiàn)狀，研制和開發(fā)了PID自動整定儀來解決復(fù)雜工藝裝置的PID參數(shù)整定問題。 論文首先闡述PD自動整定儀總體方案設(shè)計，軟件采用模塊化設(shè)計包括系統(tǒng)初始程序模塊、量程選擇模塊、采樣

2、設(shè)定模塊、模型辨識模塊、參數(shù)整定模塊等。硬件設(shè)計選用ARM7LPC2132芯片為核心處理器，CA320240C液晶顯示屏作為系統(tǒng)的顯示單元，完成模擬量采樣、PD自整定運算、模擬和數(shù)字控制量輸出、液晶顯示、按鍵設(shè)置、通訊等功能。 論文在查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對目前國內(nèi)外PID控制應(yīng)用狀況和整定方法進(jìn)行了分析和比較，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)需要算法簡單邏輯性強等要求設(shè)計采用了基于相關(guān)系數(shù)辨識法的PID自動整定算法。該算法主要由兩部分組：

3、相關(guān)系數(shù)辨識部分和PID最優(yōu)整定部分。相關(guān)系數(shù)辨識部分包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模型辨識和模型檢驗內(nèi)容；PID參數(shù)最優(yōu)整定是一個基于二次型目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)控制器參數(shù)設(shè)計的過程。采用相關(guān)系數(shù)法辨識對象的模型，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)所設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)，采用H-J模式搜索法尋優(yōu)出最佳PID參數(shù)。研制和開發(fā)的PID自動整定儀可以在不影響生產(chǎn)過程條件下對控制過程進(jìn)行離線建模，并自動整定出優(yōu)化的PID控制參數(shù)。 論文在MATLAB仿真驗證的基礎(chǔ)上，以