《ID控制算法》課件

《ID控制算法》PPT課件本課程將向您介紹多種ID控制算法，包括PID、IMC、WQP等，幫助您學(xué)會(huì)如何選擇與應(yīng)用最佳的算法。什么是ID控制算法PID算法PID，即比例-積分-微分控制器，是最常見(jiàn)的一種ID控制算法，用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出。在多種應(yīng)用中都有廣泛的使用。IMC算法IMC，即內(nèi)?？刂?，是一種結(jié)構(gòu)為一階系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制算法?；谀Ｐ蛯?shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，適用于多種系統(tǒng)?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制算法該算法基于大量已有數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以獲得對(duì)系統(tǒng)建模并實(shí)現(xiàn)控制的有效結(jié)果。PID控制算法1原理PID控制器的輸出是三個(gè)項(xiàng)的總和：比例控制項(xiàng)積分控制項(xiàng)微分控制項(xiàng)2算法實(shí)現(xiàn)用電腦編程實(shí)現(xiàn)PID算法需要一定的知識(shí)背景。許多軟件都提供了PID控制算法的內(nèi)置實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)的集成變得更為容易。3優(yōu)缺點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性好不能有效地應(yīng)對(duì)非線性和非高斯噪聲等問(wèn)題IMC控制算法1原理IMC控制器的核心思想是結(jié)合傳統(tǒng)控制理論和模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)。該算法的核心是將系統(tǒng)分解為第一階段和第二階段。2算法實(shí)現(xiàn)IMC控制算法是一種基于模型的方法，需要一個(gè)有效的系統(tǒng)模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。ANT算法是實(shí)現(xiàn)IMC算法的可行方法之一。3優(yōu)缺點(diǎn)適用性廣相對(duì)較復(fù)雜負(fù)載變化大的系統(tǒng)中效果不佳基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制算法原理基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制算法利用已有數(shù)據(jù)集訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并使用該模型代替建立的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)現(xiàn)取決于所使用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和訓(xùn)練算法。MLP、RNN等是常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。優(yōu)缺點(diǎn)適用于非線性系統(tǒng)需要大量數(shù)據(jù)集來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練可解釋性弱靜態(tài)WQP控制算法1原理WQP，即基于加權(quán)二次成本優(yōu)化的控制算法。靜態(tài)WQP針對(duì)靜態(tài)優(yōu)化進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，是一種典型的基于優(yōu)化求解的方法。2算法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)WQP的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)化建模，并將系統(tǒng)模型化為成本函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。3優(yōu)缺點(diǎn)可用于多種控制模型針對(duì)靜態(tài)問(wèn)題，難以應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)變化動(dòng)態(tài)WQP控制算法原理動(dòng)態(tài)WQP，是在傳統(tǒng)的WQP控制算法基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)動(dòng)態(tài)問(wèn)題的算法改進(jìn)，可應(yīng)對(duì)復(fù)雜的控制需求。算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)WQP實(shí)現(xiàn)過(guò)程中考慮到了加權(quán)二次成本函數(shù)的動(dòng)態(tài)特性，根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)及速度等實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)問(wèn)題能力更強(qiáng)軟硬件要求更高控制算法的選擇根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的算法對(duì)于不同的控制需求，要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制目標(biāo)、單位時(shí)間內(nèi)必須的采樣率等選取最合適的控制算法。各算法之間的比較不同的控制算法具有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。根據(jù)所要求的控制精度、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等需要進(jìn)行權(quán)衡比較，并優(yōu)化選擇控制算法?？偨Y(jié)1各算法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)PID、IMC、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制算法、靜態(tài)WQP、動(dòng)態(tài)WQP等算法在諸