智能PID算法的研究及其在溫度控制中的應用.pdf

1、PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，其算法結構簡單，十分適用于工程中，是迄今工業(yè)過程控制中應用最廣泛的一種控制策略。面對越來越復雜的被控對象，如具有非線性、參數(shù)時變、數(shù)學模型無法精確獲得等特點的對象，傳統(tǒng)PID設計方法難以取得較好的控制效果。因此，需要先進的智能算法來改進PID控制器。
　　 智能PID算法是近年來發(fā)展起來的一種將智能控制方法和常規(guī)PID控制方法相融合的新方法。它具有自學習、自適應、自組織能力，而且構成的PI

2、D控制器結構簡單、抗干擾性強、魯棒性高。本文重點研究了幾種常見的智能PID算法，包括神經(jīng)網(wǎng)絡PID算法、模糊自適應PID算法以及基于遺傳算法的PID優(yōu)化算法，通過仿真和應用于溫度對象的控制研究了他們各自的特點。主要研究內容如下：
　　 1、本文的被控對象為具有非線性、參數(shù)時變等特點的溫度對象，通過辨識獲得該對象的近似數(shù)學模型。應用研究中，控制器選取的是貝加萊公司(B&R)的PCC，通過在Automation Studio軟件平臺

3、上使用Automation Basic語言編寫程序，研究各種智能PID算法在實際溫度控制中的特性。
　　 2、闡述了單神經(jīng)元自適應PID和BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID的控制原理，采用了增益自調整的單神經(jīng)元自適應PID算法，及改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID算法，實現(xiàn)對溫度對象的控制。仿真和應用結果表明，單神經(jīng)元自適應PID算法能滿足較高的動態(tài)性能指標，且算法簡單，占用CPU、堆棧等資源少，抗干擾能力和魯棒性較傳統(tǒng)PID有較大的提高；BP神經(jīng)網(wǎng)絡P

4、ID算法自學習能力強，資源使用較多，在抗干擾能力和魯棒性方面比單神經(jīng)元自適應PID算法有進一步的提高。
　　 3、研究了模糊控制的基本原理及特點，采用了變論域的思想來實現(xiàn)自適應模糊PID控制。變論域模糊自適應PID控制可實現(xiàn)模糊因子和PID參數(shù)的自調節(jié)。仿真和應用結果表明，模糊自適應PID改善了系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)的調節(jié)時間變短，抗干擾能力和魯棒性較傳統(tǒng)PID控制也有較大的提高。
　　 4、采用遺傳算法進行PID參數(shù)優(yōu)化，針