| 【中文题名】 | 多变量PID控制方法的研究和应用 |
| 【英文题名】 | Research and Application of PID Control Methods in Multivariable System |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-24 |
| 【中关键词】 | PID控制,参数整定,多变量系统,先进控制,优化软件, |
| 【英关键词】 | PID control,parameters tuning,multivariable system,advanced control,optimization software, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 |
本论文的核心问题是针对工业过程中经常出现的模型失配问题、大滞后系统以及具有耦合性的多变量系统，如何整定出合理的、最优的PID参数，以获得比传统的PID参数整定法更好的控制效果，更能适应复杂多变的工业生产过程的需要。
本论文首先对PID控制的基本原理与特点进行了概述，然后说明了PID参数整定的分类和传统方法，接着对多变量系统进行分析，而后提出了将先进控制与PID控制相结合的先进PID参数整定方法，研究了四种多变量PID控制方法，对单变量和多变量系统分别进行了仿真研究，具体包括以下几个方面。
将内模控制的思想与PID控制相结合，形成内模PID参数整定法，系统辨识所得到的参数模型有两种，即连续模型和离散模型，根据辨识的结果不同，说明了基于连续模型的连续IMC-PID和基于离散模型的离散IMC-PID，并且将两种IMC-PID进行了比较，通过比较，得出在不同情况下应该采用不同的IMC-PID整定方法的结论。
将预测控制的思想与PID控制相结合，形成预测PID参数整定法，比起传统的PID参数整定法(如Z-N整定法)，预测PID整定法不仅有更好的动态响应特性，而且对模型失配、大滞后等传统... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-6 |
|
ABSTRACT |
6-15 |
|
第一章 绪论 |
15-22 |
|
1.1 引言 |
15 |
|
1.2 PID控制 |
15-16 |
|
1.3 数字PID控制 |
16-18 |
|
1.3.1 位置式PID控制算法 |
16-17 |
|
1.3.2 增量式PID控制算法 |
17-18 |
|
1.4 改进的PID控制算法 |
18-20 |
|
1.4.1 积分分离PID控制算法 |
18-19 |
|
1.4.2 微分先行PID控制算法 |
19 |
|
1.4.3 不完全微分PID控制算法 |
19-20 |
|
1.5 PID控制算法的特点 |
20-21 |
|
1.6 小结 |
21-22 |
|
第二章 PID控制器的参数整定 |
22-31 |
|
2.1 引言 |
22 |
|
2.2 PID参数对系统性能的影响 |
22-23 |
|
2.2.1 比例作用对系统性能的影响 |
22 |
|
2.2.2 积分作用对系统性能的影响 |
22-23 |
|
2.2.3 微分作用对系统性能的影响 |
23 |
|
2.3 PID控制器的参数整定方法 |
23-27 |
|
2.3.1 PID参数整定方法的分类 |
23-24 |
|
2.3.2 PID参数整定的基本方法 |
24-27 |
|
2.4 PID控制器的参数自整定 |
27-30 |
|
2.4.1 PID参数自整定的概念 |
27 |
|
2.4.2 PID参数自整定的方法 |
27-29 |
|
2.4.3 自整定PID控制器商品化产品介绍 |
29-30 |
|
2.5 小结 |
30-31 |
|
第三章 多变量系统分析 |
31-38 |
|
3.1 引言 |
31 |
|
3.2 多变量系统的特点 |
31-32 |
|
3.3 多变量系统的一些定义 |
32-34 |
|
3.3.1 多变量对象模型 |
32-33 |
|
3.3.2 对象零极点 |
33-34 |
|
3.4 多变量系统的耦合性及解耦控制 |
34-37 |
|
3.4.1 控制回路间的耦合性 |
34-35 |
|
3.4.2 解耦控制 |
35-37 |
|
3.5 小结 |
37-38 |
|
第四章 先进PID参数整定法 |
38-63 |
|
4.1 引言 |
38-39 |
|
4.2 内模PID参数整定 |
39-47 |
|
4.2.1 内模控制的基本原理 |
39-41 |
|
4.2.2 内模PID参数整定 |
41-47 |
|
4.3 预测PID参数整定 |
47-53 |
|
4.3.1 预测控制 |
47-48 |
|
4.3.2 广义预测控制 |
48-50 |
|
4.3.3 预测PID参数整定 |
50-51 |
|
4.3.4 改进型预测PID参数整定 |
51-53 |
|
4.4 仿真举例 |
53-62 |
|
4.4.1 内模PID参数整定 |
53-58 |
|
4.4.2 预测PD参数整定 |
58-62 |
|
4.5 小结 |
62-63 |
|
第五章 多变量PID控制方法 |
63-78 |
|
5.1 引言 |
63 |
|
5.2 解耦PID控制 |
63 |
|
5.3 先进PID参数整定法用于多变量系统的控制 |
63-64 |
|
5.4 调整校正因子的多变量PID控制 |
64-66 |
|
5.5 多变量IMC-PID |
66-68 |
|
5.6 仿真举例 |
68-76 |
|
5.6.1 解耦PID控制 |
68-70 |
|
5.6.2 先进PID参数整定法用于多变量系统的控制 |
70-74 |
|
5.6.3 调整校正因子的多变量PID控制 |
74-75 |
|
5.6.4 多变量IMC-PID |
75-76 |
|
5.7 小结 |
76-78 |
|
第六章 DCS优化软件的设计 |
78-82 |
|
6.1 引言 |
78 |
|
6.2 设计方法 |
78 |
|
6.3 应用举例 |
78-80 |
|
6.4 小结 |
80-82 |
|
第七章 总结和展望 |
82-84 |
|
参考文献 |
84-86 |
|
致谢 |
86-87 |
|
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
87-88 |
|
作者简介 |
88-89 |
|
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
89-90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389019 |
