廣義最小方差自校正重置PID控制方法及其在壓力系統(tǒng)中的應用.pdf

1、壓力系統(tǒng)是過程控制的重要的控制對象之一，在工業(yè)生產中起著極其重要的作用。由于壓力系統(tǒng)具有非線性和時變特性，無法獲得其精確的數學模型，因而傳統(tǒng)的控制方法很難滿足壓力系統(tǒng)的控制要求。本文在綜述國內外相關研究工作之后，尋求一種能夠提高壓力系統(tǒng)控制性能的控制方法。
　　 首先根據壓力系統(tǒng)的組成，通過機理分析建立壓力系統(tǒng)的數學模型，并用最小二乘法進行系統(tǒng)參數辨識，獲得系統(tǒng)實際壓力系統(tǒng)的參數。針對壓力系統(tǒng)參數時變和抗干擾能力不足的特點，設計

2、最小方差控制算法對其實施控制。由于該控制算法無法使非最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定，因此引入廣義最小方差控制策略來彌補其不足。廣義最小方差控制策略對于時變系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差，因此修改了其目標函數，分析了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差，并進行仿真實驗，驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差特性。而通過對重置控制算法的研究和仿真實驗，可知重置控制算法具有改善控制系統(tǒng)動態(tài)特性的優(yōu)點，將其加入到廣義最小方差算法中，提出了一種廣義最小方差自校正重置PID控制算法。MATLAB

3、上的仿真實驗證明該算法兼有重置控制和廣義最小方差控制的優(yōu)點，具有更好的控制效果。
　　 最后基于ControlLogix系統(tǒng)平臺，建立壓力控制系統(tǒng)。通過工業(yè)以太網以及OPC通訊協議實現上位機中MATLAB軟件與ControlLogix系統(tǒng)的通訊，由MATLAB完成廣義最小方差自校正重置PID控制算法，將控制量傳送到ControlLogix系統(tǒng)的I/O端口，實現對壓力系統(tǒng)的控制。實驗表明相較于廣義最小方差自校正控制和常規(guī)PID控制