滾動時域性能指標下的實時控制器參數(shù)優(yōu)化方法
發(fā)布時間：2021-09-30 08:19
PID控制算法是經(jīng)過多年實踐經(jīng)驗的總結提煉在20世紀初提出的。隨后維納反饋控制論思想的論文發(fā)表后,基于信息反饋的自動控制理論得到了廣泛且深入的研究。盡管控制理論經(jīng)歷了經(jīng)典控制到現(xiàn)代控制,智能控制等發(fā)展階段,傳統(tǒng)的PID反饋控制依舊活躍在大多數(shù)工業(yè)過程中。它更適用于底層實時控制回路中,快速處理被控對象的跟蹤問題。PID控制效果的好壞直接取決于控制器參數(shù)的選取,歷來已有大量關于PID控制器參數(shù)設計的研究。然而這些算法多單從系統(tǒng)的控制性能出發(fā),較少考慮控制能量及二者之間的權衡關系。本文結合現(xiàn)代最優(yōu)控制思想,基于滾動優(yōu)化（RHO）策略,將被控對象的跟蹤性能與控制能量加權包含在代價函數(shù)中,給出約束條件下PID參數(shù)的實時優(yōu)化方法,使系統(tǒng)性能滿足設定要求。本文的主要內(nèi)容包括:1)傳統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定方法,如Ziegler-Nichols（Z-N）整定,難以滿足系統(tǒng)性能最優(yōu)。本文首先采用經(jīng)典控制理論分析方法,討論PID控制器參數(shù)的變化對系統(tǒng)跟蹤性能和控制能量的影響。針對兩個簡單低階的被控對象,首先給出使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的控制器參數(shù)范圍,分別建立二者性能指標（跟蹤誤差與控制信號的平方積分指標）關于控制...
【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：137 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]PID controller design for second order nonlinear uncertain systems[J]. Cheng ZHAO,Lei GUO. Science China（Information Sciences）. 2017(02)
[2]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[3]IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection[J]. Mohammad Shamsuzzoha. Journal of Central South University. 2016(03)
[4]遺傳算法優(yōu)化的模糊+變論域自適應模糊PID復合控制策略[J]. 曹建秋,徐凱. 信息與控制. 2011(01)
[5]系統(tǒng)性能極限理論的回顧和展望[J]. 盧頔,范國梁,易建強. 自動化學報. 2011(01)
[6]一種基于DMC的新型預測PID控制器及其整定（英文）[J]. 羅運輝,劉紅波,賈磊,張緒光. 控制理論與應用. 2010(12)
[7]基于改進粒子群優(yōu)化算法的PID控制器整定[J]. 楊智,陳志堂,范正平,李曉東. 控制理論與應用. 2010(10)
[8]新型模糊PID控制及在HVAC系統(tǒng)的應用[J]. 呂紅麗,段培永,崔玉珍,賈磊. 控制理論與應用. 2009(11)
[9]變風量空調(diào)末端廣義預測自校正控制[J]. 楊洪祥,王瑞華,朱世寧,王普. 控制工程. 2009(S2)
[10]采用軟測量技術提高變風量空調(diào)系統(tǒng)的性能[J]. 王軍,王雁,閻威武,邵惠鶴. 上海交通大學學報. 2007(03)
博士論文
[1]VSC-HVDC控制策略研究[D]. 張靜.浙江大學 2009
本文編號：3415476
【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：137 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１－１?ＰＩＤ反饋控制系統(tǒng)樞圖．??Ｆｉ１－１?ＰＩＤ?ｆｅｅｄｂａｃｋ?ｃｏｎｒｏｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｒａｍ．??
?第一章緒論??前的控制信號的。如圖１－２所示＾?＿于滾動時域性能指標的ＰＩＤ控制器參數(shù)優(yōu)化包含了??系統(tǒng)未來預測行為更多的倩韋，對控制信號的變化幅度起到了一定的限制作甩，具有一??定的節(jié)能效果Ｐ???ＰＩＤ控制??預測控制???過去?未來??？?？??參考軌跡??廠ｙ＇、＇?＼丁，??－７?／?、？．．，，－，?／??／?測量輸出?預測輸出??＊??＃??？??ｔ??ｔ－￥Ｎ〇，?ｔ＋Ｎｕ?—?１??Ａｕｔ?＝?Ｋｐ（ｅｔ?－?ｅｔ＿ｉ）?＋?ＫｉＴ３ｅｔ?＋?Ｋｄ－￣￣２ｅ＊￣１?＋?ｅ＊￣２?ｍｉｎ?Ｊ?＝?ｅ｜?＋?Ａ??ｆｅ＝ｔ＋１?ｋ＝ｔ??當前時刻??圖１－２?ＰＩＤ算法與ＭＰＣ控制策略對比．??Ｆｉｇ?１－２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＩＤ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?ａｎｄ?ＭＰＣ?ｓｔｒａｔｅｇｙ．??用于預測控制的被控系統(tǒng)模型通常表＿示動態(tài)系統(tǒng)行為與操縱變量之間的一種關系，??而在滾動優(yōu)化ＰＩＤ控制算法中，該關系將蟲控制器參數(shù)對系統(tǒng)輸入輸出的函數(shù)關系??式（１－９）來表示。離散ＲＨＯ－ＰＩＤ控制器參數(shù)在線優(yōu)化親意圖見圖１－３。ＰＩＤ反饋控制系統(tǒng)??的參考軌跡值、歷史輸入輸出數(shù)據(jù)采集到ＲＨＯ模塊中，再將在線滾動優(yōu)化的控制器參??數(shù)輸入到ＰＩＤ控制器中。．??如＝?ｇ（Ｋｐ，Ｋｉ．，Ｋｄ）?（１＿９）??ｕｆ?＝?ｈ（Ｋｐ
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]PID controller design for second order nonlinear uncertain systems[J]. Cheng ZHAO,Lei GUO. Science China（Information Sciences）. 2017(02)
[2]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[3]IMC based robust PID controller tuning for disturbance rejection[J]. Mohammad Shamsuzzoha. Journal of Central South University. 2016(03)
[4]遺傳算法優(yōu)化的模糊+變論域自適應模糊PID復合控制策略[J]. 曹建秋,徐凱. 信息與控制. 2011(01)
[5]系統(tǒng)性能極限理論的回顧和展望[J]. 盧頔,范國梁,易建強. 自動化學報. 2011(01)
[6]一種基于DMC的新型預測PID控制器及其整定（英文）[J]. 羅運輝,劉紅波,賈磊,張緒光. 控制理論與應用. 2010(12)
[7]基于改進粒子群優(yōu)化算法的PID控制器整定[J]. 楊智,陳志堂,范正平,李曉東. 控制理論與應用. 2010(10)
[8]新型模糊PID控制及在HVAC系統(tǒng)的應用[J]. 呂紅麗,段培永,崔玉珍,賈磊. 控制理論與應用. 2009(11)
[9]變風量空調(diào)末端廣義預測自校正控制[J]. 楊洪祥,王瑞華,朱世寧,王普. 控制工程. 2009(S2)
[10]采用軟測量技術提高變風量空調(diào)系統(tǒng)的性能[J]. 王軍,王雁,閻威武,邵惠鶴. 上海交通大學學報. 2007(03)
博士論文
[1]VSC-HVDC控制策略研究[D]. 張靜.浙江大學 2009
本文編號：3415476
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