版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
基于内模控制的
PID控制器的设计答辩人专业:论文框架研究背景课题方向论文要点结论1234研究背景
(1)
过程工业中使用的调节器主要是PID型的,它结构简单,易于操作,具有强鲁棒性和有效的实际应用。因而PID控制器参数的整定方法长期受过程控制界的关注。
(2)
其整定方法有许多,如早期的Ziegler-Nichols的闭环临界比例度法,Cohen-Coon的开环反应曲线法,以及其它一些基于最小误差积分的方法。Rivera[1]等人首先将内模控制的思想引入到PID控制器的设计中,并建立了滤波器参数与PID控制器参数的关系。
(3)本文在前人的基础上,针对工业控制领域具有代表性过程控制对象,给出了基于内模控制的PID控制器设计方法。课题方向
(1)基于内模控制原理,针对典型的工业过程对象,给出了PID控制器的设计方法,并根据现代控制理论的观点,证明了该方法符合线性二次型最优控制的选型原则。
(2)
将该方法应用于典型的工业过程对象的仿真研究,结果表明所设计的PID控制系统,只有滤波器的时间常数是需要整定的参数,方法比较简单,并且在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性和抗干扰能力。(3)此外,该方法在现有的可编程控制器(PLC)、智能仪表、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统中都很容易实现,无需增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。论文要点:内膜控制内模控制:内模控制的基本结构如图1所示,图中P(s)为实际被控过程对象,M(s)为被控过程的数学模型,Q(s)即内部模型,U(s)为内模控制器,R(s),Y(s)
,D(s)分别为系统的输入、输出和干扰信号。通过求取参考输入R(s)和扰动输入D(s)与过程输出Y(s)之间的传递函数,易得出系统闭环响应为内膜控制
如果模型准确,即M(s)=P(s),且没有外界扰动,即D(s)=0,则模型的输出Y(s)与过程的输出Y相等,此时反馈信号为零。这样在无模型不确定性和无未知输入的条件下,内模控制系统具有开环结构。基于内膜控制的PID控制器的设计:具有内模控制结构的PID控制器理想的PID控制器具有如下的形式:内膜控制的PID控制器的设计内模控制器
其目的是将内模控制器转化为PID类型的解,即使式(3)和式(4)等价,因而从内模控制的角度来设计PID控制器。通常内模控制器的设计过程如下[2]:第一步:把模型分解为全通部分M+和最小相位部分M-,即
第二步:模型误差的鲁棒性设计为抑制模型误差对系统的影响,增加系统的鲁棒性,在控制器中加入一个低通滤波器F(s),一般F(s)取最简单形式如下:内模控制器通过求取参考输入R(s)和扰动输入D(s)与过程输出Y(s)之间的传递函数,易得出系统闭环响应为内模控制器
一阶系统
当过程模型已知时,根据上式和PID控制算式,由s多项式各项幂次系数对应相等的原则,求解可得基于内模控制原理的PID控制器各参数。3.2一阶系统可以看出,对于一阶系统,基于内模控制原理设计的控制器为PI控制器,其中
在目标函数下的最优控制规律是比例+积分,且是无余差的,并可以证明对于对象参数的变化是不灵敏的。而基于内模原理所设计的控制器也是PI控制器,这说明基于内模控制原理设计的PID控制器是符合二次型最优控制选型原则的。
一阶系统
二阶结构:当过程模型是二阶系统时,即:可以看出,对于二阶对象,基于内模控制原理设计的控制器为PID控制器,其中
二阶系统
对于二阶对象,在设定值变化时,在目标函数(11)下的的最优控制规律是比例+积分+微分,而且也可以证明它对于过程参数的变化是不灵敏的。这同样可说明对于二阶对象基于内模控制原理设计的PID控制器也是符合线性二次型最优控制选型原则的。
二阶系统
结论:
从以上内模PID控制器的设计过程可以看出时间常数是需要整定的参数,方法比较简单,并且在系统特性变化
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024-2030年中国鸡汁产业竞争状况与消费需求预测报告
- 2024-2030年中国鱼胶原蛋白肽酶行业竞争态势与盈利前景预测报告
- 2024-2030年中国高能锂一次性电池行业运营效益与需求规模预测报告
- 2024-2030年中国高纯度2-苯基苯酚行业应用潜力与投资盈利预测研究报告
- 2024-2030年中国高粘度沥青行业市场发展分析及前景趋势与投资研究报告
- 2024-2030年中国高端包装行业运营态势及投资盈利预测报告
- 2024-2030年中国高温合金钢行业市场发展分析及前景趋势与投资研究报告
- 2024年胃动力药项目建议书
- 2024年视窗防护屏项目发展计划
- 2024年碳酸甲乙酯合作协议书
- 红色杂志风女性力量主题ppt模板
- 版的《义务教育英语课程标准》新课标学习心得
- 人力资源专员岗位经典面试题及答案(全新完整版)
- 某医院CT、MR维保投标文件
- 杨燕-小儿过敏性紫癜腹型治疗新进展
- 水利渠道预制板铺砌施工工法
- 2023年超星尔雅选修课创新思维训练最全考试答案
- 中班语言课件《章鱼先生卖雨伞》
- 北师大版四下《三角形的内角和》课件
- 液化气站安全整改方案和整改措施
- 人文英语4(2套试题).doc
评论
0/150
提交评论