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摘 要:經(jīng)典的PID控制器因其構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便至今仍在工業(yè)控制中處于主導(dǎo)地位，是工業(yè)生產(chǎn)正常運(yùn)行的基本保障．本次設(shè)計(jì)主要研究的是PID控制器參數(shù)整定技術(shù)，選取直流電機(jī)為被控對(duì)象，并在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行了仿真． 本文首先對(duì)PID控制器及其參數(shù)整定做了介紹，建立了直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù).然后重點(diǎn)討論了PID控制器參數(shù)整定的常規(guī)方法和智能方法，先著重介紹了工業(yè)生產(chǎn)中常用的三種工程方法：響應(yīng)曲線法、臨界比例度法和衰減振蕩法，隨后介紹了基于繼電反饋的PID整定法，且對(duì)上述幾種方法做出了比較；最后本文采用了智能算法中的遺傳算法進(jìn)行PID參數(shù)整定，深入介紹了遺傳算法的基本理論，給出了利用遺傳算法進(jìn)行PID參數(shù)整定的設(shè)計(jì)流程，并通過簡(jiǎn)單的計(jì)算得到了最優(yōu)化的PID控制器．比較三種工程整定方法發(fā)現(xiàn)，針對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)，臨界比例度法整定效果比較理想，相對(duì)常規(guī)整定方法，基于繼電反饋和基于遺傳算法的PID整定法整定效果更好，尤其是后者，主要是由于智能算法能夠在一定范圍內(nèi)尋找最優(yōu)解，所以其整定效果比較最好． 關(guān)鍵詞：直流電機(jī)；PID控制器；參數(shù)整定；遺傳算法
目錄 摘要 abstract 第1章 緒論-1 1.1 研究背景-1 1.2 研究目的-1 1.3 現(xiàn)有PID參數(shù)整定技術(shù)簡(jiǎn)介-1 1.3.1 PID參數(shù)整定簡(jiǎn)介-1 1.3.2 PID參數(shù)整定方法-2 1.3.3 本文研究方向-2 第2章 系統(tǒng)模型的選取和建立-3 2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述-3 2.1.1 控制模型的建立-3 2.1.2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)-6 2.2 控制器的選取-6 2.2.1 PID控制器簡(jiǎn)介-7 2.2.2 控制規(guī)律簡(jiǎn)介-8 第3章 PID控制器參數(shù)整定-11 3.1 PID控制器常規(guī)整定方法-11 3.1.1 響應(yīng)曲線法-11 3.1.2 Z-N擴(kuò)充臨界比例度法-14 3.1.3 衰減振蕩法-16 3.2 基于繼電反饋的PID自整定-18 3.2.1 繼電特性簡(jiǎn)介-18 3.2.2 基于繼電反饋的整定方法-19 3.2.3 MATLAB仿真-20 3.2 基于遺傳算法的PID控制器參數(shù)整定-22 3.4.1 整定原理-22 3.4.2 遺傳算法整定的優(yōu)點(diǎn)-22 3.4.3 整定步驟-22 3.4.4 參數(shù)的選取-24 3.4.5 MATLAB仿真-25 第4章 PID控制器參數(shù)整定方法分析-27 4.1 PID參數(shù)整定方法的比較-27 4.1.1常規(guī)方法的比較-27 4.1.2 基于繼電反饋整定方法分析-27 4.1.3 基于遺傳算法參數(shù)整定分析-28 4.2 PID控制器參數(shù)計(jì)算及實(shí)現(xiàn)-28 4.3 參數(shù)整定方法的總結(jié)-29 第5章 結(jié)論與展望-31 6.1 結(jié)論-31 6.2 未來展望-31 參考文獻(xiàn)-33 致 謝-34 附錄：遺傳算法程序清單-35 |
