本文關(guān)鍵詞：繼電反饋PID控制器參數(shù)自整定及其應(yīng)用

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【摘要】：PID是工業(yè)控制中應(yīng)用最廣的一種控制方法,歷經(jīng)數(shù)十年,仍然在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,魯棒性好,可靠性高,算法簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。隨著人工智能的發(fā)展,PID與一些先進(jìn)控制算法相結(jié)合,打破了傳統(tǒng)PID的局限性,使其在控制領(lǐng)域有了更大的突破。PID控制器有三個(gè)重要參數(shù):比例帶、積分時(shí)間、微分時(shí)間,各參數(shù)值的相互組合,成就了PID控制器的強(qiáng)大功能,然而在工業(yè)過程中PID控制器設(shè)計(jì)及參數(shù)值的整定卻一直是一個(gè)困擾著設(shè)計(jì)者的難題。所以,對(duì)PID控制器設(shè)計(jì)方法的研究仍具有重要的意義。由Astrom和Hagglund提出的繼電自整定法成功的應(yīng)用在工業(yè)中超過25年,它將繼電反饋的閉環(huán)可控特性與PID控制器自整定方法相結(jié)合,是一種簡(jiǎn)單且魯棒性好的自整定方法。本文針對(duì)帶有純滯后被控對(duì)象的串級(jí)控制系統(tǒng)提出了一種基于模型參數(shù)的繼電反饋PID控制器參數(shù)自整定方法,設(shè)計(jì)基于兩種模型結(jié)構(gòu)提出:FOPDT(一階慣性時(shí)滯系統(tǒng))和SOPDT(二階慣性時(shí)滯系統(tǒng)),對(duì)于一些高階系統(tǒng)降階后也同樣適用。設(shè)計(jì)中根據(jù)不同的參數(shù)模型之間的差異性將被控對(duì)象分為兩組,相比于ATV試驗(yàn)結(jié)合Z-N方法更具有針對(duì)性,并通過繼電反饋試驗(yàn)得到PID參數(shù)整定的中間變量:臨界周期和臨界增益。串級(jí)回路的整定方法采用兩步整定法,主副回路分別結(jié)合繼電反饋試驗(yàn)求取臨界參數(shù),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和繼電反饋方法實(shí)現(xiàn)對(duì)主回路“被控對(duì)象”的降階處理,參照被控對(duì)象的分組方式選擇合適的控制方法。仿真結(jié)果表明,在串級(jí)控制中基于模型的繼電反饋方法對(duì)比ATV-ZN法具有較好的控制效果。隨著火電鍋爐機(jī)組的升級(jí),對(duì)過熱汽溫參數(shù)的控制品質(zhì)要求也越來越高,它直接影響到電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于減溫水?dāng)_動(dòng)下的過熱汽溫反應(yīng)較慢,常采用串級(jí)控制方式,而等價(jià)的被控對(duì)象具有大時(shí)間常數(shù)和高度非線性等特點(diǎn),這就對(duì)串級(jí)控制方法有了更嚴(yán)格的要求。針對(duì)于傳統(tǒng)的整定方法,本文提出的基于模型繼電自整定方法的仿真效果更優(yōu),魯棒性能更好,同樣也能夠適應(yīng)模型參數(shù)的隨時(shí)變化。
【關(guān)鍵詞】：繼電反饋 PID整定 過熱汽溫 串級(jí)控制 純滯后
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 PID參數(shù)整定方法研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 繼電反饋整定法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 過熱汽溫控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 繼電特性分析15-22
• 2.1 繼電反饋試驗(yàn)原理15-16
• 2.2 理想繼電反饋16-17
• 2.3 飽和繼電反饋17-19
• 2.4 改進(jìn)的臨界增益K_μ19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于繼電反饋的單回路PID控制器參數(shù)整定22-37
• 3.1 引言22
• 3.2 基于模型參數(shù)的PID控制器設(shè)計(jì)方法22-25
• 3.2.1 第一組被控對(duì)象控制器設(shè)計(jì)22-24
• 3.2.2 第二組被控對(duì)象控制器設(shè)計(jì)24-25
• 3.3 模型參數(shù)辨識(shí)25-28
• 3.3.1 辨識(shí)參數(shù)k_p25-26
• 3.3.2 辨識(shí)參數(shù) θ、ζ、τ26-28
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)28-36
• 3.4.1 低階系統(tǒng)的仿真實(shí)例28-32
• 3.4.2 高階系統(tǒng)的仿真實(shí)例32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于繼電反饋的串級(jí)系統(tǒng)PID控制器參數(shù)整定37-43
• 4.1 引言37-38
• 4.1.1 串級(jí)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介37-38
• 4.1.2 PID串級(jí)控制系統(tǒng)發(fā)展38
• 4.2 串級(jí)系統(tǒng)的PID參數(shù)整定38-40
• 4.2.1 繼電反饋法38-40
• 4.2.2 基于模型參數(shù)的繼電整定法40
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)40-42
• 4.4 本章結(jié)論42-43
• 第5章 繼電整定在過熱汽溫中的應(yīng)用43-48
• 5.1 引言43-44
• 5.2 過熱汽溫的PID串級(jí)控制系統(tǒng)44-45
• 5.3 繼電整定法在過熱汽溫中的應(yīng)用45-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果53-56
• 致謝56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1033029