基于人工神经网络改进型参数整定的智能PID控制研究(pdf62页)

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基于人工神经网络改进型参数整定的智能PID控制研究(pdf62页)

第二章常规及改进型PID控制器其中，墨=砗争，％=砗!争，P(七)和P(七一1)分别为第(七一1)和第七时刻所得的』，』偏差信号，“(七)为第k次采样时刻的计算机输出值。由于计算机输出u(k)直接去控制执行机构，u(k)的值与执行机构的位置是一一对应的，所以式(2-3)或(2．4)为位置式PID控制算法。对于位置式PID控制算法来说，由于全量输出，所以每次输出均与过去的状态有关，计算时要对误差进行累加，所以运算工作量大。而且如果计算机出现故障，则会引起执行机构位置的大幅度变化，而这种情况是生产场合不允许的，因而产生了增量式PID控制算法【lIJ。2、增量式控制算法所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量Au(k)。当执行机构需要的是控制量的增量时，可以由式(24)导出提供增量的PID控制算式。根据递推原理可得u(k-1)-Kpe(k-1)+K：>"e(j')+Kv[e(k-1)一P(七一2)】(2—5)用式(2-4)减去式(2-5)，可得戮KpAe(州k)+荡篇A蝎e(k)竺Ae+(k2P2“卜D托@乞Ⅺ(2-6)=墨P(七)+％【一一1)】、。式中，Ae(k)=e(k)-e(k-1)；式(2．6)称为增量式PID控制算法。增量式控制算法只是在算法上作了一些改进却带来了不少优点：(1)由于计算机输出变量，所以误动操作时影响小，必要时可以用逻辑判断的方法去掉；(2)手动自...

中国石油大学(华东)硕士学位论文2．2．1PID控制算法中积分环节改进积分环节的主要作用是消除静差。积分常数越大，积分作用越弱。反之，则积分作用越强。在PID控制中，积分作用可以消除控制系统稳态偏差(即残差)，提高控制的稳定精度，但积分作用因产生负相移，，将使控制系统稳定裕度下降，系统动态性能变差。当系统在强扰动作用下，或给定输入做扰动变化时，系统输出往往产生较大的超调和长时间的震荡，甚至出现积分饱和现象【12。14】。为此，人们开始研究对积分环节的改进，使其在控制系统中发挥更好的作用。1、积分分离算法在开始阶段不进行积分，直至偏差e进到一定的门限范围占后才进行积分累积。当系统的输出在占外时，该算法相当于一个PD调节器；只有当系统的输出在F内时，该算法才为PID调节器，这时，积分环节才开始起作用，以消除系统静差【15】。积分分离法的控制算式为m)--U(¨)+xA[嗽)叫¨)】+f·吾m)+等M炉2嗽一D叫七一2)】)(2-7)式中，系数f的取值规则为：当le(k)阵8(预定门限)时，扛l。当Ie(k)I>8(预定门限)时，扛0。采用积分分离PID控制，这是一个较为有效的方法，但积分分离限的整定较为困难，分离限设的过大，会有较大的超调；过小，又会在大扰动下出现稳态误差，因而控制效果不尽人意。2、分段积分算法所谓分段函数，就是根据偏差所在区间改变积分增益，每个区间对应一个增益常数，其中...

第二章常规及改进型PID控制器当Ie(七)卜N时，f=O；上式中，具体工程中，f值可以分为更多区间，材和Ⅳ也根据实际情况确定。与普通的PID控制方法相比，分段积分PID控制算法具有控制速度快、超调小、线性控制精度高等特点。实际工业现场证明，分段积分比传统的积分系数不变的控制效果要好很多。3、变速积分算法改变积分项的累加速度，使其与偏差的大小相适应：偏差较大时，使积分慢一些，作用相对弱一些；偏差较小时，使积分快一些，作用相对强一些。改变积分项的累加速度，可以通过设置积分系数函数／(IP(七)f)来实现。厂(Ie(七)I)是P(七)的函数，当P(七)增大时，其值减小，反之增大【16’嘲。变速积分PID算法的控制算式为：：七，=“c七一1，+K-tcec七，一Pc|j}一lⅪ+号厂clec七，。·ec七，+。2．8，和妒2嗽-1)州后_2)】)一系数f(1e(k：)I)的取值规则如下为：当IP(七)喀占时，八IP@)I)：—e-le—(k)l；P当lP(七)I>占时，fCIP(后)I)=0；式中，占为预定的偏差门限。变速积分用比例作用消除了大偏差，用积分作用消除小偏差，大部分情况下可基本消除积分饱和现象，同时大大减小超调量，容易使系统稳定，改善了调节品质，但对于在大范围突然变化时产生的积分饱和现象仍不能很好地消除。2．2．2PID控制算法中微分环节改进微分环节改善了系统的动态性能，微分常...

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