PID 控制器参数整定方法综述
PID控制器参数自整定方法综述(1)
专家式智能自整定 PID 控制方法[36~39] 单神
经元 PID 自整定智能控制方法[40] 基于规则智能 PID 自整定方法[41]和加辨识信号智能 PID 自整定方法[39] 等
图2
特别是在多变量控制上
智能控制与 PID 结合
文 [23~26] 将继电自整定技术扩展用于多变量 PID 控制 文[23]通过独立的单回路继电反馈 IRF 实验 给出了分散 PID 控制器的整定方法,整个系统 的稳定性通过在 PI 或 PID 参数上引入合适的非整定 因子得以保障 文[24]提出一种结合顺序回路闭环继 电整定的整定方法 SRF 文[25~26]通过由分散 PID 控制器输出振荡中获得的分散继电反馈 DRF 提出了针对 2 2 对象的设计算法 DRF 是一完整的 闭环测试,独立的 IRF 和 SRF 仅为部分闭环测试[27] 文[28]针对具有显著耦合的多变量过程 提出一种用 于完全交叉耦合对象的多变量 PID 控制器 应用 DRF 进行自整定方法 互作用的过程 文[29]提出一种用于 MIMO 对象的基于 DRF 的 分散 PID 自整定算法 该算法包括两个阶段 一是 辨识处包括所有回路的临界增益和一个临界频率的 期望临界点 用继电环节代替所有的控制器 通过 改变继电器参数确定不同的临界点 二是借助 Z-N 法或 R-ZN 法 利用期望临界点数据整定 PID 控制 文[30]给出了一个具有 PID 结构的多变量自调节 该方法适用于通过分散控制规则 性能较差 或甚至不可能使过程稳定的具有显著相
& 综 述
ＰＩＤ 控制器参数自整定方法综述
刁宇静 黄道平 肖 迳
华南理工大学自动控制工程系 摘要 关键词
由于 PID 控制器具有简单而固定的形式 而且具有良好的鲁棒性 在工业生产中得到广泛的应用 PID 控制 参数自整定
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定PID控制器是一种常用的闭环控制器，可以根据系统的输入和输出之间的误差来调整控制器的参数，从而实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数整定是指确定控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td的过程。
下面将详细介绍PID控制器的参数整定方法和相关的考虑因素。
一、参数整定方法：1.经验整定法：根据经验将控制器的参数进行初步设定。
经验整定法通常通过试验或先验知识来确定参数，根据具体的应用场景不断调整，以达到较好的控制效果。
该方法常用与简单的控制系统或者无法获得系统数学模型的情况下。
2. Ziegler-Nichols整定法：Ziegler-Nichols整定法是一种基于试验的整定方法。
该方法首先暂时关闭积分和微分控制，只调整比例控制系数Kp，使系统达到临界稳定状态。
然后测量临界增益Ku和临界周期Pu，根据不同类型的控制系统（比例型、积分型和微分型），采用不同的参数整定公式确定Kp、Ti和Td的初始值，再根据系统的实际响应实时调整。
3. Ziegler-Nichols改进整定法（Chien-Hrones-Reswich法）：该方法是对Ziegler-Nichols整定法的改进，可以更精确地测定控制器参数。
该方法同样通过测量系统的临界增益Ku和临界周期Pu，但是对参数的计算公式进行了修正，提高了参数整定的准确性。
4. 极点配置法（Pole Placement）：极点配置法是一种基于系统数学模型的整定方法。
通过分析系统的传递函数，确定控制器的极点位置，从而使系统的闭环响应满足所需的性能指标。
该方法需要对系统的数学模型有较详细的了解，适用于相对复杂的控制系统。
5.自整定法：自整定法是一种自动寻优的整定方法，常用于智能控制器中。
该方法通过观察系统的动态性能，通过迭代寻找最优的参数组合。
自整定法通常采用优化算法（如遗传算法、粒子群算法等）来最优参数，在一定的性能和收敛速度之间进行权衡。
二、参数整定的考虑因素：1.系统的稳定性：控制器的参数整定应确保系统的闭环响应稳定。
工业控制中的PID控制器参数整定方法介绍
工业控制中的PID控制器参数整定方法介绍在工业控制领域中，PID控制器是一种常用的控制策略，它被广泛应用于各种自动化系统中。
PID控制器通过调节控制对象的输出，使其保持在期望的目标值附近。
为了达到良好的控制效果，关键是合理设置PID控制器的参数。
本文将介绍几种常用的PID控制器参数整定方法。
一、移动曲线法移动曲线法是一种常用的经验参数整定方法，适用于一些比较简单的控制系统。
该方法基于试验的数据，通过观察系统的响应曲线来调整PID控制器的参数。
首先，将控制系统的控制对象设置为一个步跃信号输入，观察系统的输出响应曲线。
根据响应曲线的形状，可以得到一些关键信息，如峰值时间（Tp）、峰值响应（M）以及延迟时间（L）。
根据这些信息，可以使用以下规则来选择PID控制器的参数：1. 比例系数Kp：如果系统的响应曲线具有较大的超调和震荡，需要增大Kp，但不要过大，以免引起系统的不稳定性。
2. 积分时间Ti：根据延迟时间L来选择Ti的大小。
一般来说，延迟时间越大，积分时间越小。
3. 微分时间Td：根据峰值时间Tp来选择Td的大小。
如果峰值时间较长，则需要适当增大Td。
通过不断的试验和调整，直到系统的响应曲线满足要求为止。
二、频率响应法频率响应法是一种较为精确和科学的参数整定方法，通过对系统进行频率特性测试，根据测试结果来确定PID控制器的参数。
首先，在控制系统中添加一个频率变化的输入信号，例如正弦波或方波。
记录并分析系统的输入和输出信号之间的频率特性。
根据频率特性曲线的形状和参数，可以选择合适的PID 控制器参数。
具体来说，可以从频率特性曲线中获得以下重要参数：1. 闭环传递函数的峰值增益（Kp）：根据峰值增益来确定比例系数Kp的大小。
峰值增益越大，Kp的取值也应相对较大。
2. 相位裕度（PM）和增益裕度（GM）：根据相位裕度和增益裕度来确定积分时间Ti和微分时间Td的取值范围。
相位裕度和增益裕度越小，积分时间Ti和微分时间Td应取得较小。
pid控制器参数整定方法及应用
pid控制器参数整定方法及应用1 绪论随着科技的发展，使用PID控制器参数及其应用已经成为当今时代中用于控制和调节机械系统的必需技术。
PID控制器的参数整定有助于更好地控制被控对象，提高控制性能。
本文述了PID控制器的参数整定方法，以及其在机械系统中的应用。
2 Pid控制器参数整定PID控制器参数整定通过选择适当的分子和分母系数来实现，这些系数实际上是控制器的“参数”，可以指导控制器对机械系统的控制行为。
下面通过实例来说明如何进行PID控制器参数整定： 假设我们正在使用PID控制一个汽车的控制系统，我们需要进行PID参数整定。
首先，我们需要通过试验来观察汽车的转弯能力以及汽车对转弯操作的响应，并记录读数。
然后，我们需要根据所获得的实验数据，确定PID控制器的Kp，Ki，Kd参数。
Kp：Kp参数可以定义为系统的放大系数，它可以保持系统的闭环响应更快。
Ki：Ki参数可以定义为系统的微调系数，它可以调整系统的稳定性。
Kd：Kd参数可以定义为系统的衰减系数，以防止系统产生过大的振荡。
根据实验数据，我们可以根据汽车的控制系统调节PID参数，使它能够更好地控制汽车的运动，并达到期望的控制效果。
3 Pid控制器的应用PID控制器的应用可以被广泛应用于机械系统，尤其是自动控制系统。
例如，它可以用于控制建筑电梯的运动，以达到轿厢精确控制的目的。
它还可以用于机器人控制，如翻转、移动或抓取物体。
此外，PID控制器可以被应用于各种控制系统中，如电力系统、工业系统、火车系统等。
在这些系统中，PID控制器可以用于控制速度，以达到预期的控制目标。
4 结论PID控制器参数整定是实现机械系统控制和调节的关键技术。
正确进行PID参数整定可以获得最佳的性能，而错误的参数设置可能会导致系统失控。
此外，PID控制器的应用可以被广泛应用于机械系统中以实现精确控制和调节。
pid控制器参数整定方法及应用
pid控制器参数整定方法及应用PID控制器是工业自动化中常用的一种控制器，其参数整定方法及应用对于控制系统的稳定性和性能有着至关重要的作用。
本文将详细介绍PID控制器参数整定方法及应用。
一、PID控制器概述PID控制器是由比例控制器、积分控制器和微分控制器三部分组成的，利用反馈信号进行控制。
其中比例控制器通过测量误差的大小，对被控制对象进行控制，积分控制器通过测量误差的积分，对被控制对象进行控制，微分控制器通过测量误差的微分，对被控制对象进行控制。
PID控制器通过组合三个控制方式，可以对被控制对象进行更加精确的控制。
二、PID控制器参数整定方法1. 经验法PID控制器参数整定的第一步是通过经验法确定参数初值。
经验法是根据实际经验和实验数据得出的整定参数，是参数初值的基础。
经验法的参数初值如下：比例系数Kp取值为被控对象动态响应曲线的最大斜率处的斜率倒数；积分时间Ti取值为被控对象动态响应曲线从起点到终点的时间长度；微分时间Td取值为被控对象动态响应曲线的最大曲率处的时间。
2. Ziegler-Nichols法Ziegler-Nichols法是广泛应用的PID控制器参数整定方法之一，其步骤如下：a.将比例系数Kp调至临界增益Kcr处，此时系统开始振荡；b.测量振荡周期Tu；c.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5Kcr ——PI型系统 0.45Kcr Tu/1.2 —PD型系统 0.8Kcr — Tu/8PID型系统 0.6Kcr 0.5Tu Tu/83. Chien-Hrones-Reswick法Chien-Hrones-Reswick法是另一种常用的PID控制器参数整定方法，其步骤如下：a.测量被控对象的动态响应曲线，并计算出其惯性时间常数L、时延时间T和时间常数K；b.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5K ——PI型系统 0.45K L —PD型系统 0.8K — TPID型系统 0.6K 0.5L 0.125T三、PID控制器应用PID控制器广泛应用于工业自动化中，例如温度控制、压力控制、流量控制等。
PID控制器的参数整定(经验总结)
PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。
反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。
此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。
微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整定方法进行。
在选择数字PID参数之前，首先应该确定控制器结构。
对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。
对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。
一般来说，PI、PID和P控制器应用较多。
对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。
选择参数控制器结构确定后，即可开始选择参数。
参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。
工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。
PID控制原理与参数的整定方法
PID控制原理与参数的整定方法PID控制器是一种常用的自动控制器，在工业控制中广泛应用。
它的原理很简单，即通过不断调节控制信号来使被控制物体的输出接近给定值。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个控制参数组成。
下面将详细介绍PID控制的原理和参数整定方法。
一、PID控制原理1.比例（P）控制比例控制根据被控制量的偏差的大小，按照一定比例调节控制量的大小。
当偏差较大时，调节量增大；当偏差较小时，调节量减小。
此项控制可以使系统快速响应，并减小系统稳态误差。
2.积分（I）控制积分控制根据被控制物体的偏差的积分值来调节控制量。
积分控制的作用主要是消除系统的稳态误差。
当偏差较小但持续较长时间时，积分量会逐渐增大，以减小偏差。
3.微分（D）控制微分控制根据被控制物体的偏差的变化率来调节控制量。
当偏差的变化率较大时，微分量会增大，以提前调整控制量。
微分控制可以减小系统的超调和振荡。
综合比例、积分和微分控制，PID控制器可以通过不同的控制参数整定来适应不同的被控制物体的特性。
二、PID控制参数整定方法1.经验整定法经验整定法是根据对被控制系统的调试经验和运行情况来选择控制参数的方法。
它是通过实际试验来调整控制参数，通过观察系统的响应和稳定性来判断参数的合理性。
2. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是根据系统的临界响应来选择PID控制参数的方法。
在该方法中，首先将I和D参数设置为零，然后不断提高P控制参数直到系统发生临界振荡。
根据振荡周期和振荡增益的比值来确定P、I和D的参数值。
3.设计模型整定法设计模型整定法是根据对被控系统的数学建模来确定PID控制参数的方法。
通过建立被控系统的数学模型，分析其频率响应和稳态特性，从而设计出合理的控制参数。
4.自整定法自整定法是通过主动调节PID控制器的参数，使被控系统的输出能够接近给定值。
该方法可以通过在线自整定或离线自整定来实现。
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，先把微分降下来动差大来波动慢。
微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低4比1一看二调多分析，调节质量不会低PID控制实现1 ．PID 的反馈逻辑各种变频器的反馈逻辑称谓各不相同，甚至有类似的称谓而含义相反的情形。
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综述 刘 镇等 P ID 控制器参数整定方法综述
81
113 参数优化方法
控制器的参数整定问题从运筹学的角度看, 就
是调整控制器的参数, 在满足一定约束条件下, 使某
渡过程时间, ts0 为参数 x 下系统过渡过程时间, 此时
往往有约束条件 H (x ) =
(M
0 p
-
M p ) 2 为最小,M p
为指定超调量,M
0 p
为参数 x
下系统超调量;
还有指
定衰减率型的目标函数: Q (x ) = (7 0 - 7 ) 2, 7 为
要求衰减率, 7 0 为参数 x 下系统的衰减率。另一类
非参数模型辨识方法 (亦称经典辨识方法) 获得 的模型是对象的非参数模型, 即对象的阶跃响应、脉 冲响应、频率响应等, 其表现形式是以时间或频率为 自变量的实验曲线。这种方法在假定过程是线性的 前提下, 不必事先确定模型的具体结构, 因而可适用 于任意复杂的过程。其所得的非参数模型经适当的 数学处理, 可转变为参数模型——传递函数形式, 而 后应用适当的整定方法或计算公式可得控制器参 数。
整定方法 基于对象模型辨识的参数整定方法算法较复 杂, 且从控制器参数整定的角度看, 对象模型中含有 的冗余信息量往往很大, 这些冗余信息并不影响控 制器的参数整定, 且控制器参数往往具有不确定性
和不唯一性, 一个经合理整定的控制器应能容忍对 象模型的某些摄动而保持系统稳定。由此可见, 可以 压缩对象模型的信息量, 而抽取其主要特征进行参 数整定。目前, 基于对象输出响应特征值来进行 P ID 参数整定的方法较多, 比较常用的是基于开环对象 N yqu ist 曲线上的一个特征点的知识来进行控制器 参数整定, 比较著名的有闭环 Z—N 方法、继电整定 法等。
目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃 输入信号, 测取过程对象的阶跃响应, 然后由阶跃响 应曲线确定过程的近似传递函数。当阶跃响应曲线 比较规则时, 近似法、半对数法、切线法和两点法都 能比较有效地导出近似传递函数。其中最著名的方
1996- 11- 15收稿, 1997- 01- 24改回。
法是由 Kup fm u ller 提出的, 用一个带纯迟延的一阶 惯 性 环 节 ( first o rder p lu s dead t im e, 简 写 为
李卫东等提出一种抽取对象特征参数的方
法[5], 其设计的主要步骤是将对象与一纯比例控制 器接成闭环, 由小到大调整其比例系数, 使闭环系统 的阶跃响应有较大的超调, 此时的闭环对象单位阶 跃响应近似一个二阶系统的衰减振荡。抽取其衰减 振 荡 的 周 期 T d , 计 算 其 衰 减 振 荡 的 频 率 Ξd = 2Π T d, 进而近似估算其产生等幅振荡时的临界振 荡频率 Ξp , 用所得特征参数计算 P ID 控制器的参 数。此方法也可避免系统出现等幅振荡, 有一定的实 用价值。
关键词 P ID 控制 参数整定 离线整定 在线整定
0 引言
近几十年来, 现代控制理论迅速发展, 出现了许 多先进的控制算法, 但到目前为止, 过程工业控制中 实际应用最多的仍是常规的 P ID 控制算法。这是因 为 P ID 控制具有结构简单、容易实现、控制效果好 和鲁棒性强等特点, 且 P ID 算法原理简明, 参数物 理意义明确, 理论分析体系完整, 为广大控制工程师 所熟悉。但在生产现场往往由于参数整定不好而使 P ID 控制器控制效果欠佳。因此, 多年来人们致力于 研究 P ID 控制器参数的整定方法, 提出了各种各样 的方法。
闭环 Z—N 方法 (也称临界比例度法、稳定边界 法) [2], 是 Zieg ler 和 N ich lo s 在1942年提出的, 方法 是将对象与一纯比例控制器接成闭环, 将比例作用 由小到大变化, 直至系统输出出现不衰减的等幅振 荡, 记录下临界振荡周期 P u 和增益 G u, 则控制器参 数可通过查表确定。
目标函数是误差目标函数, 常用的有误差平方和积
∫∞
分 ( ISE) : Q (x ) = e2 ( t) d t, 平 方 误 差 矩 积 分
0
∫∞ห้องสมุดไป่ตู้
( IT SE ) : Q (x ) = te2 ( t) d t, 绝 对 误 差 的 积 分
0
∫∞
( IA E ) : Q (x ) =
e (t) d t, 绝 对 误 差 矩 积 分
过程工业中存在许多不确定因素, 要得到真正 的等幅振荡并保持一段时间是相当困难的。如不慎 则常常会引起增幅振荡, 对要求较严格的生产过程, 这个方法不实用。因此, 可采用与临界比例度相类似 的衰减曲线法, 其大致思路是将对象与一纯比例控 制器接成闭环, 由小到大调整比例作用, 使系统过渡 过程达到4 1衰减。记下此时的控制器比例带 ∆s 和 振荡周期 T s, 然后根据经验公式组成的表格计算出 相应的优化整定参数。
0
∫∞
( ITA E) : Q (x ) = t e ( t) d t。
0
参数优化有两种途径, 一是间接寻优, 即写出目
标函数的解析式, 然后根据目标函数取极值的充分
与必要条件, 求出参数的最优解。间接寻优法需求出
目标函数的 H ession 阵及梯度 ∃Q (x ) , 通过对方程
组求解得出一组参数, 使 H ession 阵正定, 梯度为0, 这组参数使目标函数最小, 但在控制系统中, 目标函
1997
年
8
月 A
电 力 系 统 自 动 化 u tom a tion of E lectric Pow er System
第 s
21
卷 第
8
期
79
P ID 控制器参数整定方法综述
刘 镇 姜学智 李东海
(清华大学热能系 100084 北京)
摘 要 在分析、总结大量文献资料的基础上, 对目前使用较广泛的控制系统参数整定方法进行了 归纳、分类, 分析了各类方法的特点, 并讨论了离线、在线整定等问题。
阶跃响应法的局限性在于对含有积分作用的对 象来说, 开环阶跃响应会无限增大。
对象的非参数模型辨识方法除了阶跃响应法以 外, 还有脉冲响应法、频率响应法、相关分析法和谱 分析法等。脉冲响应法是测取对象在输入信号为理 想脉冲信号时的输出响应曲线, 由图解法确定其一 阶近似模型或二阶近似模型的参数; 频率响应法是 获取过程对象的频率响应, 在 Bode 图上图解或用 L evy 法估计其传递函数模型。上述几种非参数模型 辨识方法对噪声都较敏感, 而相关分析法和谱分析 法则对噪声有着较强的鲁棒性。相关分析法是通过 计算输入、输出信号的相关函数, 对对象的频率响应 和脉冲响应进行辨识, 也可采用伪随机序列作为输 入信号, 辨识出对象的数学模型, 这种方法能克服噪 声的影响; 谱分析法通过估计对象输入数据的自谱 密度和输入、输出数据的互谱密度来辨识过程的频 率响应, 这种方法不同于前面几种非参数模型辨识 的最大特点是不需对过程对象施加试验信号, 只需 利用正常操作下的输入输出数据就可辨识过程的动 态特性, 因此使用方便, 且有较强控制噪声的能力。 辨识出对象的数学模型后, 就可应用前面介绍过的 整定方法和整定公式进行控制器参数整定。 112 抽取过程对象输出响应特征值的控制器参数
基于被控过程对象参数辨识的整定方法是利用 辨识算法得出对象的数学模型, 在此基础上用整定 算法对控制器参数进行整定。在这类方法中, 不同的 辨识方法和整定算法的组合将形成不同的整定方
案。常用的辨识方法有参数模型辨识方法和非参数 模型辨识方法。
对象参数模型辨识方法 (亦称现代的辨识方法) 是在假定一种模型结构的基础上, 通过极小化模型 与过程之间的误差准则函数来确定模型的参数, 比 较常用的方法有最小二乘法、梯度校正法、极大似然 法。若模型结构无法事先确定, 则必须利用结构辨识 方法先确定模型的结构参数 (如阶次、纯迟延等)。在 辨识得到对象的参数模型后, 可用的参数整定方法 有: 极 点 配 置 整 定 法, 相 消 原 理 法, 内 模 控 制 法 ( IM C) , 增益、相角裕量法 (GPM ) , 基于二次型性能 指标 ( ITA E IT E ISE ) 的参数优化方法。这类方法 对特性分明的被控对象的控制参数整定是十分有效 的, 但这种方法比较复杂, 要得到精确的数学模型, 需要较复杂的试验手段和数学手段, 并且这种方法 对被控过程模型有较强的限制, 因而对不能或难以 用精确数学模型描述的复杂过程难以奏效, 这也是 目前阻碍这类方法广泛应用的主要原因之一。
个目标函数达到最优 (最大或最小)。这样就需解决
两方面的问题: 提出合适的目标函数, 采用适当的寻
优策略。
用于控制器参数整定、寻优的目标函数必须与
系统调节指标函数密切相关, 反映系统的调节品质。
目前常用的有两类, 一类是直接指定系统调节指标,
如指定过渡过程时间Q (x ) = ( ts0 - ts) 2, ts 为指定过
数一般很难写成解析式, 求出 H ession 阵更难。另一 种途经是直接寻优, 即直接在参数空间中按照一定
的规律进行探索寻优, 寻得的目标函数即为最小参
以上几种方法均是把比例控制器与对象接成闭 环, A st rom 等人于1984年提出了继电整定法[6]。用 继电特性的非线性环节代替 Z—N 法中的比例控制 器, 能使闭环系统自动地稳定在等幅振荡的状态, 振 荡的幅值也可通过改变继电特性的特征值控制。其
优点是不会出现增幅振荡现象, 更不会使系统毁坏; 缺点是对于纯滞后很小的低阶系统, 整定得到的参 数往往偏大, 这是由于开环 N yqu ist 曲线与负实轴 的交点离原点太近所致。另外, 当存在噪声的场合, 需用带滞环的继电环节, 而不能使用理想的继电环 节。由继电法得到特征参数后, 可用幅值、相位裕度 法 (GPM ) 整定 P ID 参数, 也可用其他方法和公式。