基于自校正PID原稳加热炉温度控制系统设计

发布时间：2020-02-23 22:48

【摘要】：PID控制器具有构造不复杂、稳定性高、运行稳定等优点。常应用在过程控制和运动控制中。现有PID调节器存在调节器参数整定这个常见问题。因此,学者们开展了相关研究,以完成PID参数的线上自动整定。这有利于工业生产中的实时监控和安全管理。本课题研究了自校正PID调节器,其与常规PID作对比拥有许多长处:可以很好的克服超调,使系统性能更稳固;不仅设计的参数少,而且具有比较强的适应能力;能够对过程信息在线积累,是一种可控调节器。应用递推最小二乘法导出了自校正PID控制器参数,结合在时变过程中系统具有参数变化的特点。推导出了一个估计算法:带遗忘因子的递推最小二乘法。原稳加热炉温控系统在MATLAB平台里进行仿真,结果说明自校正PID算法能够使系统具备自适应能力的特性。通过自动调节K_P、K_I、K_D参数可以使系统处于稳定的状态。加热炉大时滞的特点导致PID参数难以设定的问题得到了解决。
【图文】：

两者都一定要通过在线实现。此系统通过调节自身的参数来获得所期望的闭环系统。图4.1可以看出自校正调节器的参数是通过参数估算与调节的设计计算不直接的进行更新。同时可以应用控制器的参数来反应模型，，把对象重新参数化。此时，设计计算的这一步骤就可以忽略了。控制器参数的更新不是间接的，使得算法简易，框图也不再需要。本课题讨论的就是可以直接更新参数的自校正 PID 控制器。

值的确定有两种方法：) 利用普通的最小二乘公式(4-7)得到初始估算值 ( m) 与P ( m)，随之从第(m+1)步运算。) 预先设定初始值为： =任意值, 2P (0)I (用一较大值，在 102～105 这个区域，I是单位矩阵。本课题选择方法二来确定小二乘自校正 PID 控制算法具体框图和原理课题里研究的被控对象已给出，不用再采用在线估计参数，应用 PID 控制器采制；利用的计算方式为带遗忘因子的递推最小二乘法。基本思想是：已知一系环系统期望的传递函数，根据不间断的进行 PID 自我调整，得出与期望相近的。其具体结构原理图如下图所示：
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP273

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本文编号：2582283