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工业过程鲁棒PID整定及多变量预测控制研究

本文从工业控制的实际问题出发,对PID控制器参数整定以及鲁棒PID控制器参数整定进行了深入研究。为了获得鲁棒PID参数整定所需的过程模型,进行了闭环频域模型辨识的研究。针对乙醛精制装置实际工业过程,分析给出了基于多变量模型预测控制的控制方案并进行了应用研究。本文的主要成果及创新包括:1.针对常规PID控制系统,研究了基于标称对象的PID控制器参数整定技术,提出了一种能够同时满足无超调快速跟踪和PID控制器的输出约束的性能指标,并以该性能指标为目标,采用粒子群优化算法进行寻优,得到符合工业应用实际的最优PID控制器参数。2.针对实际工业过程存在被控对象参数变化和干扰等不确定性因素,导致基于标称对象的常规PID参数整定方法往往难以获得满意的控制效果的问题,研究了被控对象模型参数存在不确定边界下的鲁棒PID参数整定方法。提出了一种利用粒子群优化算法在MiniMax意义下进行鲁棒PID参数优化整定的方法,保证在被控对象在模型参数域内保持  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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主动磁力轴承的模糊PID控制

主动磁力轴承(AMB,以下简称磁力轴承)是一种新颖的支承部件,具有无摩擦、无磨损、无需润滑及寿命长等一系列传统滚动轴承和滑动轴承所无法比拟的优点,受到国内外学术界和工业领域的广泛关注,也因此成为轴承行业的研究热点。磁力轴承必须在控制系统的协助下才能正常工作,控制器性能的好坏直接影响到控制的动态性能和控制精度。在磁力轴承系统的研究中,控制器的设计是其中至关重要的一环。目前,磁力轴承的控制器设计通常是在平衡点附近将轴承模型进行线性化,然后按照线性理论设计PID控制器。但是,由于磁力轴承具有本质不稳定性、非线性和参数不确定性,常规的线性控制器往往不能达到控制要求,同时,来自负载的未知扰动也会影响系统性能,最终导致传统PID控制器很难取得理想的控制效果,甚至控制失败。文章介绍了单自由度磁力轴承的工作原理,推导了差动激磁磁力轴承的力学模型,建立了转子的运动方程。在MATLAB仿真环境下进行了PID控制仿真,仿真结果表明PID控制仅适用于平...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
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基于免疫遗传算法参数优化的PID控制

PID 控制由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制。实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。针对这些问题,长期以来人们一直在寻求PID控制器参数的自整定技术,以适应复杂的工况和高指标的控制要求。由于PID控制存在许多优点而又存在参数的鲁棒整定较为困难的问题,许多学者开始寻求一些优化算法来进行PID参数的寻优,如自适应智能控制技术方法、神经网络方法以及遗传算法等。传统的遗传算法虽然在理论上已经形成了一套较为完善的算法体系并在许多优化问题中都有成功的应用,但其本身还存在一些不足,例如局部搜索能力差、存在未成熟收敛和随机漫游等现象,从而导致算法的收敛性能差。近年来在生物学领域的研究发现免疫行为能够很好地防止早熟现象,有效地提高寻优速度——因而免疫原理对改进和提高遗传算法的性能具有重要的启迪作用。本文在分析了传统遗传算法的缺陷机理和己有免疫理...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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基于遗传算法的系统建模与PID控制方法研究

生产过程的自动控制,一般要求保持过程进行中的有关参数为一个定值或按一定规律变化,由于工业生产各不相同,生产过程本身又大多比较复杂,这样就给对被控对象的认识带来困难。由于对象特性辨识的困难,要设计出适应不同对象的控制系统就更加不容易。PID控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。本文旨在充分发挥遗传算法的特点,提高PID控制系统设计和控制品质。本文包括六个章节,第二章是关于遗传算法的基础理论;第三章是关于系统辨识与建模的概念以及在本文中的应用;第四章是关于基于遗传算法的两种PID控制的参数优化和在双容水箱控制系统中的应用。首先,对于任何控制系统而言,我们都应该对它的结构有一定的了解,才能谈到控制,所以,本文首先通过分层遗传算法对系统的结构和参数进行了共同辨识,得出了双容水箱系统模型和相应的参数值。然后,根据上述模型在双容水箱控制系...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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基于模糊PID的嵌入式温度控制系统的研究

控制温室环境,为植物创造适宜的生长条件,使农作物获得高产,对提高农业生产的经济效益有重要意义。温度是温室中重要的环境参数,如何利用自动控制系统有效的控制温室的温度,以便提高温室温度的控制精度,是目前我国温室研究的重要课题之一,对于提高我国温室产业的水平有着重大的意义。本文设计的是一种新型的温室的嵌入式温度控制系统,以高精度,快速的采集和响应速度,低功耗为目标。本文首先概述了温室温度控制系统发展历史、研究现状和发展趋势,接下来对ARM技术的特点做了简要总结。然后规划了温室温度控制系统的总体方案,将整个系统划分为5个模块,包括CPU核心模块、模拟电路模块、系统存储模块、系统输入输出模块、PC机通讯模块;接下来对基于S3C44BOX的系统的软硬件设计作了详细的论述。硬件部分先对S3C44BOX芯片的功能作了简要介绍,然后具体介绍了模拟电路的设计、存储器接口电路的设计、通讯接口电路的设计、输入输出接口电路的设计;软件部分首先对软件开发的...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《炼油与化工》2019年05期
炼油与化工

PID性能评估与整定软件的开发及应用

文中讨论了如何使用浙江中控的PID性能评估与整定软件对装置的PID进行整定,并为...  (本文共4页) 阅读全文>>