溫控系統(tǒng)的智能PID控制算法研究.pdf

1、電加熱爐是工業(yè)過程中、實(shí)驗(yàn)室里應(yīng)用非常廣泛的加熱設(shè)備，對(duì)它的溫度進(jìn)行控制是典型的過程控制。電加熱爐具有非線性、時(shí)變性、滯后性、不對(duì)稱性，常規(guī)PID控制只有在參數(shù)整定準(zhǔn)確的且系統(tǒng)不發(fā)生劇烈變化的情況下，才能夠達(dá)到較高的控制精度。然而這兩點(diǎn)對(duì)一般的電加熱爐溫度控制系統(tǒng)來說都難以滿足，所以本文提出了基于綜合策略的智能PID控制算法用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱爐的精確控溫。 首先采用基于開環(huán)控制的遞推最小二乘法或者基于閉環(huán)響應(yīng)性能指標(biāo)的估計(jì)法對(duì)電加

2、熱爐溫控系統(tǒng)的一階慣性加滯后模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，然后由此粗略模型按照基于時(shí)域的PID參數(shù)整定規(guī)則求得控制器設(shè)計(jì)參數(shù)的初始值。接著，運(yùn)用仿人智能控制、單神經(jīng)元控制等先進(jìn)控制理論在線實(shí)時(shí)改變PID控制策略，以適應(yīng)過程的需要，克服系統(tǒng)時(shí)變性帶來的影響，保證系統(tǒng)在不同溫度區(qū)域有相同的控制效果，仿人智能PID控制模仿人的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)輸出模態(tài)進(jìn)行調(diào)整PID參數(shù)；神經(jīng)元PID控制通過在線學(xué)習(xí)調(diào)整連接權(quán)系數(shù)達(dá)到修正PID參數(shù)的目的。另外算法還采用了預(yù)測PI

3、D控制克服了常規(guī)PID只能根據(jù)當(dāng)前誤差量進(jìn)行控制的缺點(diǎn)，通過在控制器上增加一個(gè)預(yù)報(bào)項(xiàng)，消除純時(shí)滯對(duì)系統(tǒng)的影響。 上述基于綜合策略的電加熱爐溫度控制方法，既發(fā)揮了智能控制的魯棒性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速、超調(diào)量小的特點(diǎn)，又具有PID控制器的動(dòng)態(tài)跟蹤品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度，還實(shí)現(xiàn)了PID參數(shù)自整定和自調(diào)整的功能。算法經(jīng)過精簡優(yōu)化后用于PLC溫度控制儀表中，實(shí)時(shí)試驗(yàn)表明該算法具有良好的控溫效果，超調(diào)小于設(shè)定值的3％，穩(wěn)態(tài)精度小于2℃。相信控制算法經(jīng)過