面對(duì)參數(shù)變化的系統(tǒng)采用的PID控制方法

1、 面對(duì)參數(shù)變化的系統(tǒng)采用的pid控制方法n 我們希望能適時(shí)地調(diào)整控制器的參數(shù)。 阻止因?yàn)閰?shù)變化的所導(dǎo)致的調(diào)節(jié)性能的降低所以我們引入了多種pid自適應(yīng)控制器或系統(tǒng)，以達(dá)到適應(yīng)被控對(duì)象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化， 使控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的控制品質(zhì)。 自適應(yīng)pid控制器概念：所謂自適應(yīng)控制就是在控制對(duì)象未知的情況下，或者控制對(duì)象的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，調(diào)節(jié)控制器的控制方法或參數(shù)，使控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的控制品質(zhì)。n自適應(yīng)p id 控制具有自適應(yīng)控制與普通p idn控制器兩方面的優(yōu)點(diǎn): 首先, 它是自適應(yīng)控制器, 就n是說(shuō), 它有自動(dòng)辨識(shí)被控過(guò)程參數(shù)、自動(dòng)整定控制n器參數(shù)、能夠適應(yīng)被控過(guò)程參數(shù)的變化等一系列優(yōu)n點(diǎn); 其次,

2、 它又具有常規(guī)p id 控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒n性好、可靠性高、為現(xiàn)場(chǎng)工作人員和設(shè)計(jì)工程師們n所熟悉的優(yōu)點(diǎn)。 下面我們介紹面對(duì)參數(shù)變化的系統(tǒng)，常用的自適應(yīng)pid控制器n下面介紹幾種自適應(yīng)pid控制方法： 模糊自適應(yīng)pid控制系統(tǒng)；pid繼電自整定與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid控制器的相結(jié)合的系統(tǒng)；單神經(jīng)元自適應(yīng)pid控制器；專家自適應(yīng)pid控制器；pid繼電自整定與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電自整定與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid控制器的相結(jié)合控制器的相結(jié)合的系統(tǒng)；的系統(tǒng)；p id 繼電自整定與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合, 共同完成p id 自適應(yīng)控制任務(wù)。以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造p id 控制器, 解決了p id 參數(shù)在線調(diào)整的問(wèn)題, 使p id 控制器適用范

3、圍更廣。以繼電自整定p id 參數(shù)確定網(wǎng)絡(luò)權(quán)初值, 使過(guò)程響應(yīng)超調(diào)量降低, 回復(fù)時(shí)間減短, 控制質(zhì)量提高p id 自適應(yīng)控制系統(tǒng)原理圖自適應(yīng)控制系統(tǒng)原理圖模糊自適應(yīng)模糊自適應(yīng)p id 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)模糊自適應(yīng)p id (簡(jiǎn)稱fa p id ) 控制系統(tǒng)當(dāng)在每個(gè)采樣時(shí)刻獲得了系統(tǒng)響應(yīng)后, 就可以根據(jù)此時(shí)刻系統(tǒng)響應(yīng)偏離給定的情況及變化趨勢(shì), 依據(jù)我們已有的系統(tǒng)控制知識(shí), 運(yùn)用模糊控制方法, 適當(dāng)加大控制力度或減小控制力度(或提前增加阻尼) , 以扼制響應(yīng)朝偏離給定的方向變化, 使輸出盡快趨于給定。基于這種思路, 來(lái)設(shè)計(jì)fac。fa p id 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖專家自適應(yīng)專家自適應(yīng)pid

4、控制器；控制器；n具有專家系統(tǒng)的自適應(yīng)p id 控制器, 其系 統(tǒng)如圖所示。它由參考模型, 可調(diào)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)組成。從原理上看, 它是一個(gè)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng), 其中參考模型由模型控制器和參考對(duì)象所組成?？烧{(diào)系統(tǒng)由數(shù)字式p id 控制器和實(shí)際被控對(duì)象所組成。該系統(tǒng)由于采用閉環(huán)輸出波 形的模式識(shí)別方法來(lái)辨別被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特 性, 不必加持續(xù)的激勵(lì)信號(hào), 因而對(duì)系統(tǒng)造成的 干擾小。另外采用參考模型自適應(yīng)原理, 使得自 整定過(guò)程是根據(jù)可調(diào)系統(tǒng)和參考模型輸出波形 特征值的差值來(lái)調(diào)整p id 參數(shù)的, 整定過(guò)程物 理概念清楚并避免了被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性計(jì)算錯(cuò) 誤而帶來(lái)的偏差專家自適應(yīng)專家自適應(yīng)p id 控

5、制器原理圖控制器原理圖單神經(jīng)元單神經(jīng)元pid自適應(yīng)控制器自適應(yīng)控制器增量式增量式pid數(shù)字調(diào)節(jié)器數(shù)字調(diào)節(jié)器單神經(jīng)元pid控制器基于增量式來(lái)進(jìn)行改造的，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來(lái)構(gòu)成單神經(jīng)元自適應(yīng)p id控制器, 不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 且能適應(yīng)環(huán)境變化, 有較強(qiáng)的魯棒性。n圖中轉(zhuǎn)換器的輸入反映被控過(guò)程及控制設(shè)定的狀態(tài), 設(shè)r(k)為設(shè)定值, y(k)為輸出值, 經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為單神經(jīng)元學(xué)習(xí)控制所需要的狀態(tài)量 x1(k),x2(k),x3(k); nx1(k)=e(k), nx2(k)=e(k)-e(k-1), nx3(k)=e(k)-2e(k-1)+e(k-2); nwi(k)為對(duì)應(yīng)于xi(k)的加權(quán)系數(shù); nk為神經(jīng)元的比例系數(shù),k0。神經(jīng)元通過(guò)n關(guān)聯(lián)搜索來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào), 即 神經(jīng)元自適應(yīng)控制器通過(guò)對(duì)加權(quán)系數(shù)的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、自組織功能, 而加權(quán)系數(shù)的調(diào)整則采用有監(jiān)督hebb學(xué)習(xí)規(guī)則, 它與神經(jīng)元的輸入、輸出和輸出偏差三者的相關(guān)函數(shù)有關(guān), 即:公式中：z（k）=r(k)-y(k);為保證單神經(jīng)元自適應(yīng)pid控制器的收斂性和魯棒性，對(duì)上述方法進(jìn)