第八章-PID控制器的参数整定PPT课件

国家级精品课程控制系统仿真与CAD第八章PID控制器的参数整定,东北大学信息学院薛定宇,PID类控制器的参数整定,PID类控制器是工业过程中应用最广泛的一类控制器本章主要内容PID控制系统的结构PID控制器的参数整定方法经典方法、其他方法PID控制器的设计程序最优PID控制器设计界面OptimPID,8.1PID控制器的结构,PID控制系统的结构由误差信号e(t)过去、现在和将来的信息生成控制信号，去控制受控对象PID控制器的典型结构（并联结构）,其Laplace变换为实际应用的PID为PID控制器的标准结构为其Laplace变换为,离散PID控制器,并联PID控制器MATLAB函数pid()和pidstd()可用PID控制器的其他变形积分分离式PID离散增量式PID控制器,8.2PID控制器参数整定方法,过程受控对象的低阶近似FOPDT模型由响应曲线识别、基于频域响应的近似方法、次最优降阶方法等MATLAB函数例,1942,Ziegler-Nichols整定算法,经验公式MATLAB函数,例Ziegler-Nichols法设计控制器受控对象FOPDT近似特征参数K=1,L=2.7639,T=2.2361Ziegler-Nichols控制器设计控制效果不佳，需要改进,PID控制器设计小结,这里介绍的是书中第八章的一个部分设计思路找一个FOPDT的近似模型：getfopdt()根据模型设计控制器：ziegler()设计方法有无数，只介绍ZIegler-Nichols介绍了两个PID控制器设计界面pid_tuner：总结前人算法，用界面实现optimpid：可以解决其他算法无法求解的问题，控制效果最好,OptimPID程序界面,OptimPID控制器界面比现在控制器设计程序都好，对已知对象模型的系统来说可以直接使用，简单易用，无需命令，特点：PID控制器结构、支持驱动饱和的非线性环节全局最优化方法，得出真正的最优控制器针对伺服控制，SISO受控对象任意复杂可以人为选择超调量等约束不同目标函数的选择，推荐ITAE指标可视优化，观察优化的进程程序结构易读，可以容易地扩展,改进的PID控制器参数整定方法,各种各样的改进AidanODwyer.HandbookofPIandPIDcontrollertuningrules.ImperialCollegePress,2003对FOPDT模型，PID_Tuner界面可以直接用于PI或PID控制器参数的直接整定设计界面存在的问题其他类型的受控对象模型没有现成的设计界面，只能根据算法自己编程设计Sisotool界面能解决的问题局限性也很大无法处理复杂结构和非线性环节,OptimPID最优PID控制器设计界面,针对伺服控制的经典结构OptimPID特点无须用户编程，程序界面直接可用支持驱动饱和非线性环节、超调量约束等任意复杂的非线性系统模型线性系统模型无需编写一条程序，MATLAB新版本下支持内部延迟的模型可视优化、全局优化版本只支持MATLABR2009a之后版本,例可以转换为内部延迟的受控对象受控对象的MATLAB/Simuli