多變量系統(tǒng)的辨識及其PID整定.pdf

1、傳統(tǒng)的系統(tǒng)辨識及其PID控制器的設計方法，雖然在很大程度上能滿足工業(yè)系統(tǒng)的控制要求，但對一些具有MIMO、強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后性等特征的工業(yè)控制系統(tǒng)，這些經(jīng)典方法無法得到滿意的效果，迫切需要對多變量系統(tǒng)的辨識及其PID參數(shù)整定進行研究，以求整定出合理的、最優(yōu)的PID參數(shù)，以獲得比傳統(tǒng)的PID參數(shù)整定法更好的控制效果，更能適應復雜多變的工業(yè)生產(chǎn)過程的需要。 論文主要分成兩部分來展開論述：多變量系統(tǒng)的辨

2、識部分和PID整定方法部分，其中對多變量系統(tǒng)的辨識方法未涉及太深，只是做了初步研究，重點在多變量系統(tǒng)的PID整定方法上，做了大量工作，取得了一定的成果。 在進行多變量PID參數(shù)整定方法的研究之前，首先介紹了兩種多變量系統(tǒng)的辨識方法：最小二乘法和遞階隨機梯度法。在論述了算法基本原理和實現(xiàn)步驟的基礎上，通過仿真實驗證明了算法的有效性。 在多變量PID參數(shù)整定部分，首先對PID控制的基本原理與特點進行了概述，然后說明了PID參

3、數(shù)整定的分類和傳統(tǒng)方法，針對多變量系統(tǒng)的特點，概述了多變量PID的設計方法。而后對這些方法進行了具體研究，主要有預測PID參數(shù)整定、內(nèi)模PID參數(shù)整定和魯棒PID參數(shù)整定，分別在文中的第四章、第五章和第六章展開論述： 第四章在研究預測控制算法基本原理的基礎上，將預測控制算法與PID參數(shù)整定相結(jié)合，形成預測PID整定算法，考慮到對預測PID參數(shù)的優(yōu)化，提出了改進型預測PID整定算法，并將單變量預測PID控制推廣，設計出符合多變量特

4、點的預測PID控制器。比起傳統(tǒng)的PID參數(shù)整定法(如Z-N整定法)，預測PID整定法對模型失配、大滯后等傳統(tǒng)整定法難以控制好的情況均有滿意的控制效果。 第五章介紹了內(nèi)模控制器的基本原理，在此基本上，將內(nèi)?？刂扑惴ㄅcPID參數(shù)整定相結(jié)合，形成IMC-PID整定算法，并將單變量IMC-PID控制推廣，設計出符合多變量特點的IMC-PID控制器，主IMC-PID控制器用于保證輸出的動態(tài)響應，副IMC-PID控制器用于及時克服回路間的耦

5、合干擾，實現(xiàn)控制器解耦。并通過仿真實例證明了IMC-PID參數(shù)整定算法的有效性和魯棒性。 第六章基于魯棒控制的相關(guān)理論，介紹了兩種多變量魯棒PID控制器參數(shù)整定的方法，一種為多指標相容下多變量PID參數(shù)整定，該算法保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并具有一定衰減度，且符合魯棒性能指標H<,∞>約束；另一種為基于結(jié)構(gòu)Lyapunov矩陣的多變量PID參數(shù)整定，保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且符合魯棒性能指標H<,2>/H<,∞>約束。最后對化工生