冷軋APC系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階PID控制研究.pdf

1、液壓自動位置控制(Automatic Position Control, APC)系統(tǒng)是整個冷軋板厚控制系統(tǒng)的關(guān)鍵控制和執(zhí)行部分，直接影響冷軋板帶材的最終成型質(zhì)量，因此研究如何提高APC系統(tǒng)性能就顯得尤為重要。APC系統(tǒng)大多采用PID控制器，這種控制方式可調(diào)參數(shù)少，且參數(shù)整定依賴人工經(jīng)驗。分?jǐn)?shù)階PID繼承PID控制器一切優(yōu)點，且新增加的微分階次γ、積分階次μ，使分?jǐn)?shù)階PID控制器擁有更多的自由調(diào)節(jié)度。針對分?jǐn)?shù)階PID的參數(shù)優(yōu)化問題，采用

2、智能算法實現(xiàn)分?jǐn)?shù)階PID參數(shù)的自整定，避免人工調(diào)節(jié)的繁瑣過程，并對此進(jìn)行深入仿真研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　通過機理建模的方式，分析APC系統(tǒng)中伺服放大器、伺服閥、液壓缸和傳感器的工作原理，進(jìn)而建立APC系統(tǒng)非線性及線性數(shù)學(xué)模型。并分別討論了分?jǐn)?shù)階微積分的間接和直接實現(xiàn)方式，接著對分?jǐn)?shù)階 PID各個參數(shù)的意義和作用進(jìn)行說明，為后續(xù)章節(jié)基于智能算法的分?jǐn)?shù)階PID參數(shù)自整定做準(zhǔn)備。
　　為有效提高 APC系統(tǒng)的快速性和

3、穩(wěn)定性，分別針對 APC系統(tǒng)時域和頻域指標(biāo)設(shè)置目標(biāo)函數(shù)。并且對多目標(biāo)粒子群算法加以改進(jìn)，提升算法的收斂速度和精度，采用這種改進(jìn)后的多目標(biāo)粒子群(Improved Multi Objective Particle Swarm Optimization，IMOPSO)算法離線優(yōu)化分?jǐn)?shù)階 PID參數(shù)，提高 APC系統(tǒng)的時域響應(yīng)特性和魯棒性。
　　針對分?jǐn)?shù)階PID控制器參數(shù)在線優(yōu)化問題，采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)輸入輸出情況實時整定控制器參數(shù)