滚动时域性能指标下的实时控制器参数优化方法
发布时间：2021-09-30 08:19
PID控制算法是经过多年实践经验的总结提炼在20世纪初提出的。随后维纳反馈控制论思想的论文发表后,基于信息反馈的自动控制理论得到了广泛且深入的研究。尽管控制理论经历了经典控制到现代控制,智能控制等发展阶段,传统的PID反馈控制依旧活跃在大多数工业过程中。它更适用于底层实时控制回路中,快速处理被控对象的跟踪问题。PID控制效果的好坏直接取决于控制器参数的选取,历来已有大量关于PID控制器参数设计的研究。然而这些算法多单从系统的控制性能出发,较少考虑控制能量及二者之间的权衡关系。本文结合现代最优控制思想,基于滚动优化（RHO）策略,将被控对象的跟踪性能与控制能量加权包含在代价函数中,给出约束条件下PID参数的实时优化方法,使系统性能满足设定要求。本文的主要内容包括:1)传统的PID控制器参数整定方法,如Ziegler-Nichols（Z-N）整定,难以满足系统性能最优。本文首先采用经典控制理论分析方法,讨论PID控制器参数的变化对系统跟踪性能和控制能量的影响。针对两个简单低阶的被控对象,首先给出使闭环系统稳定的控制器参数范围,分别建立二者性能指标（跟踪误差与控制信号的平方积分指标）关于控制...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]PID controller design for second order nonlinear uncertain systems[J]. Cheng ZHAO,Lei GUO. Science China（Information Sciences）. 2017(02)
[2]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[3]IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection[J]. Mohammad Shamsuzzoha. Journal of Central South University. 2016(03)
[4]遗传算法优化的模糊+变论域自适应模糊PID复合控制策略[J]. 曹建秋,徐凯. 信息与控制. 2011(01)
[5]系统性能极限理论的回顾和展望[J]. 卢頔,范国梁,易建强. 自动化学报. 2011(01)
[6]一种基于DMC的新型预测PID控制器及其整定（英文）[J]. 罗运辉,刘红波,贾磊,张绪光. 控制理论与应用. 2010(12)
[7]基于改进粒子群优化算法的PID控制器整定[J]. 杨智,陈志堂,范正平,李晓东. 控制理论与应用. 2010(10)
[8]新型模糊PID控制及在HVAC系统的应用[J]. 吕红丽,段培永,崔玉珍,贾磊. 控制理论与应用. 2009(11)
[9]变风量空调末端广义预测自校正控制[J]. 杨洪祥,王瑞华,朱世宁,王普. 控制工程. 2009(S2)
[10]采用软测量技术提高变风量空调系统的性能[J]. 王军,王雁,阎威武,邵惠鹤. 上海交通大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]VSC-HVDC控制策略研究[D]. 张静.浙江大学 2009
本文编号：3415476
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?ＰＩＤ反馈控制系统枢图．??Ｆｉ１－１?ＰＩＤ?ｆｅｅｄｂａｃｋ?ｃｏｎｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｒａｍ．??
?第一章绪论??前的控制信号的。如图１－２所示＾?＿于滚动时域性能指标的ＰＩＤ控制器参数优化包含了??系统未来预测行为更多的倩韋，对控制信号的变化幅度起到了一定的限制作甩，具有一??定的节能效果Ｐ???ＰＩＤ控制??预测控制???过去?未来??？?？??参考轨迹??厂ｙ＇、＇?＼丁，??－７?／?、？．．，，－，?／??／?测量输出?预测输出??＊??＃??？??ｔ??ｔ－￥Ｎ〇，?ｔ＋Ｎｕ?—?１??Ａｕｔ?＝?Ｋｐ（ｅｔ?－?ｅｔ＿ｉ）?＋?ＫｉＴ３ｅｔ?＋?Ｋｄ－￣￣２ｅ＊￣１?＋?ｅ＊￣２?ｍｉｎ?Ｊ?＝?ｅ｜?＋?Ａ??ｆｅ＝ｔ＋１?ｋ＝ｔ??当前时刻??图１－２?ＰＩＤ算法与ＭＰＣ控制策略对比．??Ｆｉｇ?１－２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＩＤ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ａｎｄ?ＭＰＣ?ｓｔｒａｔｅｇｙ．??用于预测控制的被控系统模型通常表＿示动态系统行为与操纵变量之间的一种关系，??而在滚动优化ＰＩＤ控制算法中，该关系将虫控制器参数对系统输入输出的函数关系??式（１－９）来表示。离散ＲＨＯ－ＰＩＤ控制器参数在线优化亲意图见图１－３。ＰＩＤ反馈控制系统??的参考轨迹值、历史输入输出数据采集到ＲＨＯ模块中，再将在线滚动优化的控制器参??数输入到ＰＩＤ控制器中。．??如＝?ｇ（Ｋｐ，Ｋｉ．，Ｋｄ）?（１＿９）??ｕｆ?＝?ｈ（Ｋｐ
?第一章绪论??前的控制信号的。如图１－２所示＾?＿于滚动时域性能指标的ＰＩＤ控制器参数优化包含了??系统未来预测行为更多的倩韋，对控制信号的变化幅度起到了一定的限制作甩，具有一??定的节能效果Ｐ???ＰＩＤ控制??预测控制???过去?未来??？?？??参考轨迹??厂ｙ＇、＇?＼丁，??－７?／?、？．．，，－，?／??／?测量输出?预测输出??＊??＃??？??ｔ??ｔ－￥Ｎ〇，?ｔ＋Ｎｕ?—?１??Ａｕｔ?＝?Ｋｐ（ｅｔ?－?ｅｔ＿ｉ）?＋?ＫｉＴ３ｅｔ?＋?Ｋｄ－￣￣２ｅ＊￣１?＋?ｅ＊￣２?ｍｉｎ?Ｊ?＝?ｅ｜?＋?Ａ??ｆｅ＝ｔ＋１?ｋ＝ｔ??当前时刻??图１－２?ＰＩＤ算法与ＭＰＣ控制策略对比．??Ｆｉｇ?１－２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＩＤ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ａｎｄ?ＭＰＣ?ｓｔｒａｔｅｇｙ．??用于预测控制的被控系统模型通常表＿示动态系统行为与操纵变量之间的一种关系，??而在滚动优化ＰＩＤ控制算法中，该关系将虫控制器参数对系统输入输出的函数关系??式（１－９）来表示。离散ＲＨＯ－ＰＩＤ控制器参数在线优化亲意图见图１－３。ＰＩＤ反馈控制系统??的参考轨迹值、历史输入输出数据采集到ＲＨＯ模块中，再将在线滚动优化的控制器参??数输入到ＰＩＤ控制器中。．??如＝?ｇ（Ｋｐ，Ｋｉ．，Ｋｄ）?（１＿９）??ｕｆ?＝?ｈ（Ｋｐ
【参考文献】：
期刊论文
[1]PID controller design for second order nonlinear uncertain systems[J]. Cheng ZHAO,Lei GUO. Science China（Information Sciences）. 2017(02)
[2]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[3]IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection[J]. Mohammad Shamsuzzoha. Journal of Central South University. 2016(03)
[4]遗传算法优化的模糊+变论域自适应模糊PID复合控制策略[J]. 曹建秋,徐凯. 信息与控制. 2011(01)
[5]系统性能极限理论的回顾和展望[J]. 卢頔,范国梁,易建强. 自动化学报. 2011(01)
[6]一种基于DMC的新型预测PID控制器及其整定（英文）[J]. 罗运辉,刘红波,贾磊,张绪光. 控制理论与应用. 2010(12)
[7]基于改进粒子群优化算法的PID控制器整定[J]. 杨智,陈志堂,范正平,李晓东. 控制理论与应用. 2010(10)
[8]新型模糊PID控制及在HVAC系统的应用[J]. 吕红丽,段培永,崔玉珍,贾磊. 控制理论与应用. 2009(11)
[9]变风量空调末端广义预测自校正控制[J]. 杨洪祥,王瑞华,朱世宁,王普. 控制工程. 2009(S2)
[10]采用软测量技术提高变风量空调系统的性能[J]. 王军,王雁,阎威武,邵惠鹤. 上海交通大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]VSC-HVDC控制策略研究[D]. 张静.浙江大学 2009
本文编号：3415476
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