PID控制器的性能监控
供热系统模糊自整定PID控制的操作指南
供热系统模糊自整定PID控制的操作指南供热系统模糊自整定PID控制的操作指南供热系统模糊自整定PID控制操作指南供热系统模糊自整定PID控制是一种常用的控制方法，可以根据实时的供热需求自动调整控制参数，以实现系统的稳定运行和节能优化。
下面将介绍一种逐步思考和实施的操作指南。
1. 确定控制目标：首先，需要明确控制目标，例如保持供热温度稳定在设定值附近，或者根据供热负荷变化自动调整供热输出。
2. 收集系统数据：收集供热系统的相关数据，包括供热温度、供热负荷、供水流量等。
这些数据将用于模糊控制算法的计算和参数调整。
3. 设计模糊控制器：根据系统特性和控制目标，设计模糊控制器的输入和输出变量。
输入变量可以是供热温度误差和供热负荷变化率，输出变量可以是供热输出。
选择合适的模糊集合和模糊规则，以反映实际的供热控制逻辑。
4. 初始参数设定：根据经验或者系统特性，设定初始的模糊控制参数。
这些参数包括模糊集合的边界和中心值，模糊规则的权重等。
初始参数的设定可以根据实验结果进行调整。
5. 实时数据采集：将实时的供热系统数据输入到模糊控制器中。
这些数据可以通过传感器或者数据采集系统获取。
6. 模糊推理计算：根据输入数据和模糊规则，进行模糊推理计算，得到模糊输出。
这个输出表示了供热输出的调整幅度。
7. 去模糊处理：将模糊输出转化为具体的控制量，可以采用去模糊处理方法，例如重心法、最大值法等。
去模糊处理后得到的控制量即为供热系统的实际输出。
8. 控制参数调整：根据实际的供热效果和控制需求，可以进行控制参数的调整。
可以根据实验结果或者专家经验进行调整，以达到更好的控制效果。
9. 性能评估和优化：对控制系统的性能进行评估和优化。
可以根据控制误差、响应时间、稳定性等指标进行评估，进一步调整控制参数，以提高系统的性能和稳定性。
10. 持续监控和维护：在实际运行中，持续监控控制系统的运行情况，及时调整参数和处理故障。
定期进行系统维护和检修，确保供热系统的稳定运行和控制效果。
四轴飞行器的串级PID参数整定经验
四轴飞行器的串级PID参数整定经验四轴飞行器的串级PID参数整定是提高飞行控制系统性能的重要一环。
串级PID控制器使用两层PID控制环节，分别为外环和内环。
外环控制飞行器的姿态（如俯仰、横滚和偏航），内环控制飞行器的速度和加速度。
通过串级PID控制器，可以实现更加精确和稳定的飞行控制。
串级PID参数整定的经验可以总结如下：1.确定目标性能：首先需要明确所需的飞行器性能指标，比如姿态的保持精度、速度的响应时间等。
这有助于确定整定参数的侧重点。
2.外环参数整定：外环控制飞行器的姿态，常用的整定方法有试错法和经验法。
试错法通过修改PID控制器的参数，观察飞行器的响应，不断进行调整，直到得到满意的结果。
经验法则是基于先前成功结果得到的经验，如果有类似的应用场景可以参考。
整定时可以逐步增大比例增益和积分时间常数，观察系统的响应，并通过逐步减小参数调整的幅度来找到最佳参数设置。
3.内环参数整定：内环控制飞行器的速度和加速度，一般采用相同的参数整定方法。
整定时需根据飞行器的速度动态特性和外环响应时间来选择合适的参数。
通常需要先调整PID参数的比例增益，使系统快速响应。
然后，通过增加积分时间常数来减小误差，最后根据需要进一步微调参数。
4.联合整定：外环和内环之间相互影响，需要进行联合整定。
通常是先确定外环的整定参数，然后根据外环参数确定内环参数。
可以根据外环参数和飞行器的动力学特性选择合适的内环参数，然后通过试错法进行微调。
5.飞行试验和调整：进行参数整定后，进行实际飞行试验来验证系统的性能是否满足要求。
根据飞行试验结果，对参数进行进一步微调，直到达到满意的飞行控制性能。
总的来说，串级PID参数整定是一个迭代的过程，需要根据实际情况进行调整。
经验是根据先前成功的整定结果总结得出的，但是不同的控制系统可能存在不同的参数整定方法和经验。
因此，在实际应用中，需要根据飞行器的具体情况和要求进行参数整定，并进行实时监控和调整，以达到最佳的飞行控制性能。
PID温度控制器
目录一、设计内容 (2)1.1温度控制 (2)1.2设计方案 (2)二、软件设计 02.1主程序流程图 02.2 DS18B20实现温度转换和温度数值读取流程图 (1)2.3显示流程图 (2)三、PID控制 (2)3.1PID简介 (2)3.2PID控制算法 (4)四、电路设计 (6)4.1功能模块设计 (6)4.2电路连接设计 (7)4.2.1温度检测电路 (7)4.2.2继电器控温电路 (8)4.2.3外部电路 (9)参考文献 (10)附录PID温度控制器程序 (11)一、设计内容1.1温度控制本设计以水为测量对象，温度测量电路接收传感器的信号，并将模拟信号通过模/数转换器转换为数字信号，送入单片机系统，与预设的温度对比，通过一定的控制算法，控制继电器的通断，从而控制加热器的工作，使得水温维持在设定的温度。
温度控制算法精确控制温度加热，以温度最小为优化目标。
温度是工业控制对象的主要的被控参数之一，如冶金，机械，食品，化工各类工业中广泛使用的各种加热炉，热处理炉，反应炉等。
在过去多是采用常规的模拟调节器对温度进行控制，本设计采用了单片微型机对温度实现自动控制。
1.2设计方案温度控制系统是一种比较常见和典型的过程控制系统。
温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路进行PID调节的控制效果要好得多，可控性方面也有了很大的提高。
温度是一个非线性的对象，具有大惯性的特点，在低温段惯性较大，在高温段惯性较小。
对于这种温控对象，一般认为它具有以下的传递函数形式：这是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精度有所提高。
这种方法还是模拟控制方式，因此也不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高，而且不能用数码管显示，对键盘进行设定。
采用89C51单片机系统来实现。
单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程来实现各种控制算法和逻辑控制。
基于PLC的模糊PID控制器设计
基于 PLC实现的模糊在线整定 P I控制算法 , 并用组态软件 MCGS对过程控制系统水箱液位控 制监控时实曲线 ,得到水箱液位阶跃响应曲线 ,如 图 2、图 3所示 。
4 结论
基于 PLC实现的模糊在线整定 P I控制算法 结合了模糊控制和 P ID 控制的优点 ,反应动作快 , 稳态误差小 ,收到了良好的控制效果 。
2008年 4月
基于 PLC的模糊 P ID 控制器设计①
黄 轶 1 ,徐少川 2 ②
(11 华北科技学院 电子信息工程系 ,北京 东燕郊 101601; 21 辽宁科技大学电信学院 ,辽宁 鞍山 114044)
摘 要 : 将模糊控制器和常规 P I控制器结合起来 ,选取合适的隶属度函数和制定出模糊控制规则 ,分析输 入变量的量化因子 、输出变量的比例因子在模糊控制系统中对系统性能的影响 。将常规 P I控制 、模糊 P I控 制通过 THJ22 控制实验装置进行实际的液位控制实验 ,并用 MCGS对系统进行监控 。实验结果表明 ,采用模 糊 P ID控制的水箱液位 ,较常规 P I控制其响应速度快 ,且较快地达到稳态 ,从而改善系统的性能 。 关键词 : 模糊控制 ; PLC;液位 中图分类号 : TD273 + 14 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 - 7169 (2008) 02 - 0057 - 03
设计中选用 THKGK21型过程控制实验装置 , 采用 S72200实现模糊在线整定 P I参数算法 ,并利 用 MCGS组态软件对调节曲线进行实时监控。
1 模糊在线整定 P I控制器参数原理及 设计
如图 1所示 ,模糊控制器其以偏差 e和偏差变
化率 ec作为输入量 ,ΔKp ,ΔTi 为输出量 ,在线调整 P I控制器参数。 K1、K2 量化因子 , K3、K4为比例 因子 。模糊 P I控制器由常规 P I控制部分和模糊 控制器两部分组成。模糊控制器根据 e和 ec,输出 ΔKp、ΔTi 作为常规 P I控制 K′p、T′i 参数的校正量 , 进行在线修改。模糊调整 P I参数计算公式如下 :
44. PID控制器在智能家居中的应用如何？
44. PID控制器在智能家居中的应用如何？44、 PID 控制器在智能家居中的应用如何？在当今科技飞速发展的时代，智能家居已经逐渐走进了我们的日常生活。
从智能灯光控制到温度调节，从安防系统到家电的自动化运行，智能家居为我们提供了更加便捷、舒适和高效的生活方式。
而在这背后，PID 控制器正发挥着至关重要的作用。
那么，什么是 PID 控制器呢？PID 是比例（Proportional）、积分（Integral）、微分（Derivative）的缩写。
简单来说，PID 控制器是一种根据系统的误差来调整控制输出的算法。
它通过比例项、积分项和微分项的综合作用，实现对系统的精确控制。
在智能家居中，温度控制是一个常见的应用场景。
比如在智能空调系统中，PID 控制器可以根据室内实际温度与设定温度之间的差值，来调整空调的制冷或制热功率。
比例项能够快速响应温度偏差，积分项可以消除系统的稳态误差，微分项则能够预测温度的变化趋势，提前进行调整，从而使室内温度始终保持在一个舒适的范围内。
再来看智能照明系统。
通过 PID 控制器，可以根据环境光线的强弱以及用户的需求，自动调节灯光的亮度。
当外界光线变暗时，PID 控制器会迅速增加灯光亮度，以提供足够的照明。
而且，它还能避免亮度的过度调整，使照明效果更加平滑自然。
在智能安防方面，例如门窗的自动关闭和监控摄像头的转动控制，PID 控制器也能一展身手。
当检测到异常情况时，控制器可以精确地控制门窗的关闭速度和角度，确保安全的同时减少不必要的机械磨损。
对于摄像头的转动，PID 控制器能够根据目标的移动速度和方向，实现精准的跟踪拍摄。
不仅如此，在智能家居的家电自动化控制中，如洗衣机的转速控制、洗碗机的水流调节等，PID 控制器都能够优化性能，提高能源利用效率，延长设备的使用寿命。
然而，PID 控制器在智能家居中的应用也并非一帆风顺。
一方面，PID 控制器的参数整定是一个较为复杂的过程。
智能PID控制的发展现状及应用展望
智能PID控制的发展现状及应用展望【摘要】智能PID控制是一种在工业控制领域应用广泛的控制技术。
本文首先介绍了智能PID控制的重要性和定义，然后简要概述了智能PID控制技术的发展历程以及其基本原理。
接着分析了智能PID控制在工业控制中的应用，并展望了该技术的发展趋势和在自动化领域的前景。
总结部分强调了智能PID控制技术的重要性，并探讨了其应用前景和发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以更全面地了解智能PID控制技术在工业控制中的重要性和潜在价值，为相关领域的研究和实践提供借鉴。
【关键词】智能PID控制，发展现状，应用展望，重要性，定义，技术，历程，基本原理，工业控制，发展趋势，自动化领域，前景展望，结论。
1. 引言1.1 智能PID控制的重要性智能PID控制在现代工业控制中扮演着重要的角色，其重要性主要体现在以下几个方面：1. 提高系统稳定性和精度：PID控制器通过不断地调整控制参数，使得系统能够更快地响应外部干扰，变化更加平稳，从而提高系统的稳定性和精度。
2. 降低成本和提高效率：智能PID控制可以根据系统的实时情况进行调节，使得系统运行更加高效，减少了资源的浪费，降低了生产成本。
3. 适应性强：智能PID控制器可以根据系统的实时变化进行自适应调整，无需人工干预，自动适应环境变化，提高了系统的适应性和鲁棒性。
4. 扩展性好：智能PID控制器可以根据系统需求进行扩展和改进，实现多种控制策略的组合，应对不同的控制问题，提高了系统的灵活性。
智能PID控制在工业控制中的重要性不言而喻，它已经成为现代工业自动化控制系统的核心技术之一，对于提高生产效率、降低成本、改善产品质量具有非常重要的意义。
1.2 智能PID控制的定义智能PID控制是一种基于比例、积分和微分的控制算法，通过对系统的反馈进行连续调节，以实现系统的稳定性和性能优化。
PID控制器根据系统的偏差（即期望值与实际值之间的差异）来调整输出信号，使系统的输出尽可能接近期望值。
模糊PID控制原理与设计步骤
模糊PID控制原理与设计步骤模糊PID控制（Fuzzy PID control）是在PID控制基础上引入了模糊逻辑的一种控制方法。
相比传统的PID控制，模糊PID控制能够更好地适应系统的非线性、时变和不确定性等特点，提高系统的性能和鲁棒性。
设计步骤：1.确定系统的模型和控制目标：首先需要对待控制的系统进行建模，确定系统的数学模型，包括系统的输入、输出和动态特性等。
同时，需要明确控制目标，即系统应达到的期望状态或性能指标。
2.设计模糊控制器的输入和输出变量：根据系统的特性和控制目标，确定模糊控制器的输入和输出变量。
输入变量通常为系统的误差、误差变化率和累积误差，输出变量为控制力。
3.确定模糊集和模糊规则：对于每个输入和输出变量，需要确定其模糊集和模糊规则。
模糊集用于将实际变量映射为模糊集合，如“大、中、小”等；模糊规则用于描述输入变量与输出变量之间的关系，通常采用IF-THEN形式，如“IF误差大AND误差变化率中THEN控制力小”。
4.编写模糊推理和模糊控制算法：根据确定的模糊集和模糊规则，编写模糊推理和模糊控制算法。
模糊推理算法用于根据输入变量和模糊规则进行推理，生成模糊的输出变量；模糊控制算法用于将模糊的输出变量转化为具体的控制力。
5.调试和优化：根据系统的实际情况，调试和优化模糊PID控制器的参数。
可以通过试错法或专家经验等方式对模糊集、模糊规则和模糊函数等进行调整，以达到较好的控制效果。
6.实施和验证：将调试完成的模糊PID控制器应用到实际系统中，并进行验证。
通过监控系统的实际输出和期望输出，对模糊PID控制器的性能进行评估和调整。
总结：模糊PID控制是一种将模糊逻辑引入PID控制的方法，能够有效地提高系统的性能和鲁棒性。
设计模糊PID控制器的步骤主要包括确定系统模型和控制目标、设计模糊控制器的输入输出变量、确定模糊集和模糊规则、编写模糊推理和模糊控制算法、调试和优化以及实施和验证。
通过这些步骤，可以设计出较为优化的模糊PID控制器来实现系统的控制。
pid详细讲解
pid详细讲解
PID控制器是一种常用的控制方式，它可以用于自动化系统中的诸多应用中，如机械、电子、化工等领域。
PID控制器的名字来自于其三个组成部分：比例、积分、微分，也称为P、I、D。
其中比例常常是必须的，而积分和微分则是可选的，但它们可以提高系统的性能。
比例项意味着控制器输出与误差成比例，它可以通过增加或减少输出来调整控制过程。
积分项意味着控制器输出与误差的积分成比例，它可以通过消除偏差来加强控制过程。
微分项意味着控制器输出与误差的微分成比例，它可以通过防止控制过程中的过度响应来加强控制。
PID控制器是一个反馈系统，它不断地监控误差并将其作为输入来更新控制器的输出。
控制器的输出会被用于调整控制过程中的执行器，如阀门或电机。
PID控制器的性能取决于许多因素，如比例常数、积分常数、微分常数等。
这些常数需要根据特定的应用程序进行调整，以确保最佳的性能。
此外，控制器还需要具有适当的采样频率，以确保系统响应及时。
总之，PID控制器是一种重要的控制方式，它可以用于各种自动化系统中，其性能取决于许多因素，需要根据特定的应用程序进行调整。
- 1 -。
自动控制系统中的PID参数调整技巧与经验总结
自动控制系统中的PID参数调整技巧与经验总结自动控制系统的PID（比例-积分-微分）控制器是一种广泛应用的控制算法，其用于控制和调节各种工业过程和设备。
PID控制器的性能取决于其参数的选择合理与否。
因此，PID参数的调整是实现稳定和高效控制的关键。
在进行PID参数调整之前，我们首先需要了解PID控制器的工作原理和参数含义。
比例参数（P）根据偏差值与设定值之间的线性关系来调整输出；积分参数（I）消除偏差的累积误差；微分参数（D）根据偏差的变化率调整输出。
合理的PID参数能够使得系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。
在进行PID参数调整时，我们可以采用以下几种经验总结和调整技巧：1. 根据系统特性选择合适的控制方式：在PID控制器中，根据系统的特性和要求，可以选择不同的控制方式，如位置式PID控制、增量式PID控制等。
根据具体需求选择合适的控制方式能够提高控制性能。
2. 初始参数设置：初始参数的设置是PID参数调整的重要一步。
可以根据经验设置初始参数值，例如，P参数设置为比较小的值，I参数设置为0，D参数设置为0，然后逐步进行调整。
3. 建立适当的数学模型：在进行PID参数调整前，我们需要建立适当的数学模型来描述被控对象的动态特性。
这有助于我们了解系统的传递函数、阶数和稳定性等特征，从而为参数调整提供参考。
4. 手动调整PID参数：通过观察响应曲线，我们可以手动调整PID参数。
首先，增大P参数的值，观察系统的反应速度和稳定性。
然后，增加I参数的值，观察系统的静态精度和偏差消除能力。
最后，增加D参数的值，观察系统的阻尼特性和抗干扰能力。
在调整过程中，根据系统的性能指标，逐步优化PID参数。
5. 使用自动调节方法：除了手动调整PID参数外，我们还可以使用自动调节方法，如Ziegler-Nichols方法和Chien-Hrones-Reswick方法等。
这些方法通过对系统的开环响应曲线进行分析，自动计算出合适的PID参数。
CMD命令实现进程管理和性能监控的高级技巧
CMD命令实现进程管理和性能监控的高级技巧计算机是现代社会不可或缺的工具，而进程管理和性能监控是计算机运行的关键。
CMD命令作为Windows操作系统中的命令行工具，提供了许多高级技巧来实现进程管理和性能监控。
本文将介绍一些CMD命令的高级用法，帮助读者更好地掌握进程管理和性能监控。
一、进程管理进程是计算机中正在运行的程序的实例，进程管理是指对这些进程进行监控和控制。
CMD命令提供了一些强大的功能来实现进程管理。
1. 查看进程列表使用CMD命令可以轻松地查看当前正在运行的进程列表。
通过输入"tasklist"命令，系统将列出所有正在运行的进程的详细信息，包括进程ID、进程名称、内存占用等。
这对于快速了解系统中正在运行的进程非常有用。
2. 结束进程有时候，某个进程可能会出现问题，导致系统变慢或者出现错误。
CMD命令提供了"taskkill"命令来结束指定的进程。
通过输入"taskkill /PID 进程ID"命令，可以强制结束指定进程。
这对于解决进程占用过多资源或者无响应的问题非常有效。
3. 启动进程除了结束进程，CMD命令还可以用来启动进程。
通过输入"start"命令，可以启动指定的应用程序或者脚本。
例如，输入"start notepad.exe"命令可以启动记事本应用程序。
这对于快速启动需要经常使用的应用程序非常方便。
二、性能监控性能监控是指对计算机系统的性能进行实时监控和分析，以便及时发现和解决问题。
CMD命令提供了一些有用的工具来实现性能监控。
1. 查看系统信息使用CMD命令可以查看系统的基本信息。
通过输入"systeminfo"命令，可以获取系统的操作系统版本、安装日期、物理内存等信息。
这对于了解系统的硬件和软件配置非常有帮助。
2. 监控资源使用情况CMD命令提供了一些工具来监控系统资源的使用情况。
客车横摆稳定性预设性能PID控制
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺1 引言自动驾驶技术已经成为许多汽车制造商和科技公司的重要研发方向[1]。
成功实现自动驾驶客车的一个关键因素是先进的车辆控制技术，包括纵向和横向主动控制。
主动转向是客车横向自动化的前提。
由于电机提供的扭矩有限，客车的主动转向系统是将电动助力模块集成到传统的液压助力模块中，构建EHCSS系统，实现随速助力。
客车对期望前轮转角的跟踪效果直接影响车辆的路径跟踪性能和横摆稳定性。
许多学者设计了分层控制策略来提高车辆在转向过程中的横摆稳定性。
文献[2]提出了一种层级式鲁棒自适应滑模控制器，上层控制器通过实际质心侧偏角和横摆角速度来得到期望前轮转角，下层控制器实现对期望前轮转向角的跟踪。
然而不同层级之间信息传递和协作存在延迟和误差，导致控制系统响应速度下降，同时分层控制也可能导致系统的层级结构过于僵化。
因此，客车转向横摆稳定性控制和EHCSS助力控制的集成控制至关重要。
Bechlioulis于2008年提出了预设性能控制（PPC），该控制思想被证明是确保输出误差瞬态和稳态性能的强大工具[3]。
然而，目前大多数非线性系统都是通过将预设性能控张凯1 彭锋1 李凯2 王培玉2 刘杰21.北京汽车股份有限公司 北京市 1000002. 北京新能源汽车股份有限公司 北京市 100000摘 要：针对客车转向横摆稳定性控制问题，提出了一种预定性能PID控制方法。
首先，构建了车辆二自由度模型和电液复合转向系统（EHCSS）模型的集成模型。
然后，设计了用于客车主动转向控制的预设性能PID控制器，该控制器能够预先设定误差收敛时间和收敛精度。
最后，利用硬件在环设备，对所提控制方法进行验证。
实验结果表明：预设性能PID可以精准地跟踪期望值，并且误差都收敛于预设性能范围内，有效地提高了客车在转向时的横摆稳定性。
关键词：客车 电液复合转向系统 横摆稳定性控制 预设性能PID控制Bus Yaw Stability Prescribed Performance PID ControlZhang Kai，Peng Feng，Li Kai，Wang Peiyu，Liu JieAbstract： T o solve the problem of steering yaw stability control of passenger cars, a PID control method for predetermined performance is proposed.Firstly, an ensemble model of the two-degree-of-freedom model of the vehicle and the electro-hydraulic hybrid steering system (EHCSS) model were constructed. Then, a preset performance PID controller for bus active steering control was designed, which could pre-set the error convergence time and convergence accuracy. Finally, the hardware-in-the-loop equipment is used to verify the proposed control method. The experimental results show that the preset performance PID can accurately track the expected value, and the errors converge within the preset performance range, which effectively improves the yaw stability of the bus during steering.Key words： B us, Electro-hydraulic Composite Steering System, Yaw Stability Control, Preset Performance PID Control客车横摆稳定性预设性能PID控制制与反演控制[4]、神经网络[5]相结合来设计控制器的，其存在实时性差、计算数据爆炸等问题。
模糊PID算法运用于可编程序控制器的研究
模糊PID算法运用于可编程序控制器的研究【摘要】相对于常规pid，模糊pid的控制性更加优越，因此受到了越来越广泛的应用。
利用模糊pid算法能够改进pid的模块功能，该算法主要根据模糊规则进行表的转化以及表的查询，进而得出plc中模糊pid的实际应用方法以及相关问题的解决方案。
【关键词】plc；pid；模糊算法由于plc拥有强大的功能，包括开放性、安全性、灵活性与经济性等优点，成为工业自动化的重要设备之一。
如今，plc在工业领域已经得到了广泛的应用，而且有不少型号的plc带有pid功能模块，两者结合使用的例子越来越多。
常规pid的参数固定后，不能随控制对象参数变化，但是模糊pid可以对pid参数进行在线修改，从而满足了更多的需求，因此研究plc中的模糊pid算法及其应用，具有非常重要的实际意义。
1.模糊pid的原理偏差e与偏差变化率de（t）/dt是模糊pid控制器的输入量，δkp，δki，δkd是输出量，根据模糊规则，利用推理的方法，将pid控制器参数kp、δki、δkd进行在线调整。
kp=kp0+k1δkp；ki=ki0+k2δki；kd=kd0+k3δkd；在前面三式中，kec，ke是输入量化因子，输出比例因子为k1，k2，k3，初始设定值是kp0，ki0，kd0。
初始设定值的可以用实验方法，根据控制器的参数以及系统动态性能与稳态性能的定性关系获得。
对于kec，ke，k1，k2以及k3，要通过多次的试凑，才能获得相适应的值。
pid的模糊算法公式如下：u（k）=kpe（k）+kite（j）+在上式中，e（k）是第k次采样之后所得到的偏差，e（k）=r（k）-y（k-1），kp，ki，kd分别是比例、积分与微分系数，u（k）是输出控制量。
通过以上分析，参数调整量δkp，δki和δkd是模糊pid控制的关键。
2.模糊pid参数调整量计算模糊推理方法的语句如下：if x=a and y=b，then z=c和marndani，模糊关系的矩阵如下：r=（a×b）t1r，已知a=a1，b=b1，那么c1=（a1×b1）t2r。
燃烧空燃比控制系统性能评估
燃烧空燃比控制系统性能评估李奇达;谭树彬【摘要】保持PID控制器性能的优越性是工厂高效生产的重要前提.分析了燃烧空燃比系统的组成、工作原理和系统存在的问题.采用了递推最小二乘方法对其闭环传递函数进行系统参数辨识.基于最小方差基准,提出利用线性回归算法和遗传算法两种控制方案,对燃烧空燃比系统进行了性能评估对比分析,有效实现了对燃烧空燃比系统的实时监测,提高了燃烧效率.针对管压力波动和阀门黏滞这两种扰动动态,提出了H2范数和权重系数相结合的方法,对燃烧空燃比系统进行了控制器性能评估.基于该方法设计的最优控制器,大幅度提高了系统控制性能,有效解决了由于阀门粘滞对燃烧空燃比系统造成的振荡问题.%Maintaining the superiority of PID controller is an important prerequisite for the efficient production of the plant.The composition,working principle,and existing problems of the combustion air-fuel ratio system are analyzed.Recursive least squares method is used to identify the system parameters of its closed-loop transfer function.Based on the minimum variance benchmark, two control schemes,linear regression and genetic algorithm are proposed to compare and analyze the performance of the combustion air-fuel ratio system.The real-time monitoring of the combustion air-fuel ratio system is effectively realized and the combustion efficiency is improved.Aiming at the disturbance dynamics of pipeline pressure fluctuation and valve viscous,the method combining H2 norm and weight coefficient is proposed,and the performance of the controller for combustion air-fuel ratio system is evaluated.Through this method,the optimal controller isdesigned,the control performance of the system is greatly improved,and the vibration problem caused by valve viscous is effectively solved.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】5页(P1-4,11)【关键词】燃烧空燃比系统;最小方差基准;遗传算法;最小二乘法;控制器性能评估;系统参数辨识;多扰动动态;线性回归【作者】李奇达;谭树彬【作者单位】东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TH138;TP180 引言在实际工业过程中，由于系统长时间的运行导致零件的磨损和故障，系统特性的变化等因素造成控制系统性能下降,这使得产品质量也随之下降。
基于PID控制器性能评价
在求取 Ｐ Ｄ可达最小方差过程 中根据输入输出数据拟合 Ａ ＭＡ Ｉ Ｒ Ｘ过程模 型， 采用 Ｓ Ｓ Ｓ ｍ ｆ ｑ ａｅ） Ｏ （ｕ ｓ ｕ ｒ 方法解决 了非凸优化 Ｏ Ｓ ｓ
问题 ， 保证 了全局最优解 。将该方法应用在 ＴＥ Ｔｅ ｎ ｓｅ－ ａｔ ｎ 过程仿真平台上 ， （ ｎ ｅｓｅＥ ｓｍａ） 实验结果表明了其有效性和实用性 。
实 际 的化 工生 产 过 程往 往 存 在 着 成千 上 万个
ＶａｉｎｅＣ ｎｒ ｌ ｒ作 用 下 的闭 环输 出方 差 作 为 ｒ ｃ ｏ ｔｏｌ ） ａ ｅ
控 制 回路 ， 一些 控 制器在 运行 过程 中会 出现性 能衰 退 的情况 ， 操作 人 员 却 很 难 对 其 进 行 实 时 的 监 而
高， 寻找 能够 真实 反映控 制 回路 性能 的合适 性 能评 价指标 已经成 为研 究热点 。
Ｊ ｌｌＭｏ ｉｄ ｉｅ】 出了一个 如 图 １ ｅａｉ ｈｅ ｄｎ ｌ提 所示 的
使 在最佳 整 定 参 数 情 况 下 ， 统 输 出 的 方 差 也 是 系
控制 回路性 能监 控 基本 流 程 ， 中 ， 找参 考 标 准 其 寻 是 最为关 键 的环 节 。长期 以来 ， 人们 大都 习惯 将 系 统 输 出方 差 作 为 衡 量 控 制 效 果 的 参 数 ，９９年 １８
ｚ ０ 一
图 １ 控 制 回路 性 能监控 基本 流程
注 ： 一 被控变量 的设定值 ——控制 ｒ 变量的输入值 ； ——被控变量 的值
控 制器 可达 的最小 方差 。
文 献 Ｅ ］ 出 了根 据 Ｐ 控 制 器 可实 现 最小 方 ３提 Ｉ 差 求取 性能 指标 的思想 ， 但并 没有 明确 给出控 制器 参 数 与 目标 函数 的关 系 ， 也没 有说 明最优 结果 的求
1.先进控制理论的介绍
1.先进控制理论的介绍什么是先进控制先进过程控制先进过程控制（Advanced Process Control）是指区别与常规的PID控制，并具有⽐常规PID控制效果控制的控制策略，并不专指某种计算机控制算法。
如预测控制，解耦控制，最优控制，⾃适应控制，鲁棒控制，模糊控制，智能控制，推理控制等。
实施先进控制的最终⽬的是，使装置在接近其约束边界的条件下运⾏，增强装置运⾏的平稳性，减⼩运⾏波动，保证产品质量的均匀性，提⾼⽬标产品的收率，提⾼装置的负荷，降低波动造成的运⾏成本，减少环境污染。
变量分类序号变量分类描述1被控变量（CV）被控变量是装置⽣产要保证在⼯艺范围内的⼀些指标。
被控变量(状态与⼲扰的函数)，分为给定点与区域控制等。
2操作变量（MV）操作变量是控制器对装置进⾏调整的途径和⼿段。
3前馈变量（FV）前馈变量是不受控制器控制，但对被控变量有⼲扰的可测量变量，例如来⾃控制器上游的变量。
4状态变量（SV）能够完全描述动态系统时域⾏为的所含变量个数最少的变量组称为系统的状态变量。
先进控制的主要特点1. 以现代理论为基础系统辨识（最⼩⼆乘法为基础）最优控制（极⼤值原理和动态规划⽅法）最优估计（卡尔曼滤波理论）2. 以模型为基础，处理多变量控制问题通常⽤来处理复杂的多变量控制问题，⽐如⼤时滞，强耦合，存在变量约束等是建⽴于常规单回路控制之上的动态协调约束控制对⼯况变化有较好的适应性模型类型：传递函数，状态控件模型建模⽅法：机理建模，预测建模3. 借助于计算机来实现数据处理与传输，模型辨识，控制规律的计算，控制性能的监控，整体系统的监视（包括统计计算，各种图形显⽰）均依赖于计算机来实现。
产⽣背景PID控制系统能解决80%左右的⼯业控制问题，随着现代控制理论的⽇益成熟，⽣产向着⼤型化，复杂化，⽅向发展，尤其是⾯对⾮线性，强耦合，⼤滞后系统。
PID控制难以满⾜苛刻的约束调价年和⾼质量的控制要求。
为了能满⾜这些要求，先进控制应运⽽⽣。
第三章--PID控制
k1
u(k1)KPe(k1)KI e(j)KD[e(k1)e(k2)] j0
u(k)u(k)u(k1) KP[e(k)e(k1)]Kie(k)KD[e(k)2e(k1)e(k2)]
增量型控制算式具有以下优点： (1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，控制算
偏差的微分调节来消除系统惯性的影响，提高动态响应
速度，这就形成了按偏差PID调节的系统。其控制结构
如下图所示。
23
KP
r(t)
e(t)
KP
TI s
KPTDs
u(t)
y(t)
G0(s)
模拟PID控制器图的5.7微分模方拟程PID为控制: 系统
u(t) KP[e(t)T1I
t
e(t)dt
0
TD
de(t)] dt
以前，我们在设计连续系统时，只要给定被控对象的模型， 期望的性能指标，我们就可以设计了。因此，我们设计的第一步 就是找一种近似的结构，来设计一种假想的连续控制器D(S)，这 时候我们的结构图可以简化为：
r(t) + e(t)
u(t)
y(t)
_
D(s)
G(s)
已知G(S)来求D(S)的方法有很多种，比如频率特性法、根轨迹 法。
第三章 数字控制器模拟化设计
1
参考文献
王正林.过程控制与Simulink应用 刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真
2
第一节 模拟控制器与数字控制器
在数字控制系统中用数字控制器代替模拟控制器。
控制过程如下：首先通过模拟量输入通道对控制参数进行 采集，并将其转换为数字量，然后送入计算机后按一定的 算法进行处理到期望的控制 效果。
pid自整定极限循环和阶跃响应
一、概述PID（比例-积分-微分）控制器是工程控制中常用的一种控制器，其自整定功能使得它在各种工程应用中被广泛采用。
PID控制器的自整定极限循环和阶跃响应是其重要的性能特征，对控制系统的稳定性和动态特性具有重要影响。
二、PID控制器的自整定极限循环1. PID控制器的自整定概念自整定是指PID控制器能够根据控制系统的动态特性和工作环境自动调整控制参数，以实现最佳的控制效果。
自整定极限循环是一种用于实现PID控制器自动整定的方法，其基本原理是通过对系统进行周期性的激励，观察系统的输入输出响应，并根据响应特性自动调整PID 参数。
2. 自整定极限循环的实现在实际工程中，可以通过在控制系统中加入极限循环信号，即周期性地改变控制系统的输入信号，在观察系统的输出响应并对其进行分析后，通过一定的算法自动调整PID参数。
这种方法能够有效地实现PID控制器的自动调整，提高控制系统的性能。
三、PID控制器的阶跃响应1. 阶跃响应的定义阶跃响应是指在控制系统中将输入信号从0突变到一个新的值时，系统的输出响应。
在PID控制器中，阶跃响应是评价其动态性能的重要指标，可以通过分析系统的阶跃响应来评估PID控制器的响应速度、稳定性和超调量等性能指标。
2. PID控制器的阶跃响应特性在PID控制器中，比例环节能够为系统带来响应速度，积分环节能够消除稳态误差，微分环节能够减小超调量。
PID控制器的阶跃响应往往具有较快的响应速度、较小的超调量和较小的稳态误差，能够实现对系统的快速准确控制。
四、PID控制器在工程中的应用PID控制器作为一种经典的控制器，在工业控制、自动化系统、机械运动控制等领域具有广泛应用。
其自整定极限循环和阶跃响应特性使得PID控制器能够适用于各种不同的控制对象和环境，实现精确稳定的控制效果。
五、结论PID控制器是一种常用的控制器，在工程控制领域具有重要作用。
其自整定极限循环和阶跃响应特性对于控制系统的稳定性和动态性能具有重要影响，能够实现对控制系统的自动调整和精确控制，是一种性能优越的控制器。
pid参数作用及整定方法
pid参数作用及整定方法一、pid参数的作用pid参数是指进程ID（Process ID），是操作系统中用于标识每个进程的唯一标识符。
在操作系统中，每个进程都有一个唯一的pid，通过pid可以对进程进行操作和管理。
1.1 进程管理pid参数的主要作用之一是进行进程管理。
通过pid，操作系统可以识别和定位每个进程，实现对进程的启动、暂停、恢复、停止等操作。
比如，在Linux系统中，可以通过kill命令加上pid参数来终止指定的进程。
1.2 进程间通信另一个重要的作用是进行进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）。
不同的进程之间需要进行信息交互和数据共享，通过pid参数可以实现进程间的通信。
常见的进程间通信方式包括管道、消息队列、共享内存等。
每个进程都有自己的pid，可以通过pid确定通信的目标进程。
1.3 进程监控与调试pid参数还常用于进程监控与调试。
通过pid，可以监控进程的运行状态、资源占用情况等信息，以便及时发现和解决问题。
同时，调试工具也可以利用进程的pid来对进程进行调试，例如在使用gdb调试程序时，需要指定进程的pid。
二、pid参数的整定方法2.1 进程ID的获取在实际应用中，我们需要获取进程的pid来进行进一步的操作。
在不同的操作系统中，获取进程的pid的方法有所不同。
在Linux系统中，可以使用命令行工具ps或者top来查看当前运行的进程以及它们的pid。
例如，输入命令"ps -ef"可以显示当前所有的进程信息，其中包括每个进程的pid。
在Windows系统中，可以使用任务管理器来查看当前运行的进程以及它们的pid。
打开任务管理器后，切换到进程选项卡，可以看到当前所有的进程信息，包括每个进程的pid。
2.2 进程管理工具为了更方便地进行进程管理，可以借助一些进程管理工具。
这些工具可以提供更友好的用户界面和更强大的功能，帮助用户更好地管理和调整进程。
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. 3 1 变系统的介绍 本文所讨论的时变系统采用式 (11 所示的一阶加 )
纯滞后系统:
e ) G (z = e K z
z+几
(11)
(6)
01
设F =
! 1 0 n
其中K 是随运行工况不同而变化的参数 , 以上参数变化 e 范围为: K : 0 1司 .巧; T : 一 8; T : 6 , 且是根据 e . e . 0 s 时间进行突变 此外, 过程输 出干扰 由式 ( 1 ) 所示的非平稳模 型 2
I P 控制器性能的评价的方法
于 200 4
I P D 性能评估, 基本原理如下:
对于离散系统来说, 如图 l 所示可以用以下的公式
来表示
收稿 日 期: 2加9一- 17; 修回 日 10 期: 2仪9一 ) 12一8 若金项目: 国家高技术研究发展计划 86 计划资助项 目 0 7从 0 2 72 3 2 ( 4 1 ) 作者简介: 刘小艳 (19 4t ), 女, 硕士. 8 o 联系人: 张泉灵
:一万 一 F Q 一 = O r(Q ,) S r 2万
乙 一 r(Q 一 Q 心 0 = 2万 ,)rS 万=
(10)
型己知时, 则由控制器的参数来决定输出方差的大小
用脉冲响应表达式来表示系统 , 可表示为:
由此 , 可用辨识所得模型得 出过程模型的阶跃响应
(4)
夕 )=Z 肠 一 (∀ u(∀ i )+Z 伪 一) a(∀ i
Ly, % Ly, 一% , Ly ,一 % 2 Ln一 J
一 #
0
估最小方差准则在定常系统中得到了很好的应用 , 但应
对系统时变性, 该方法很容易失去其有效性 在这一节 中, 将详细论述时变系统的 P D 循环评估优化算法, 具 I
体描述如下:
s, --
#
s一 0
l1 0 y
(∃1
( ∃1
丙 (1
(9)
图 1 闭环系统结构图
& +S +尺 I l ( k 弘2+ F ZS )一 矛 3 k ,而
设Q = I + S + 只 + F ZS 则由式 (9 得到最小方 , k 狱2 s k ) 差下对应的 P D 参数表达式如下: I
设 G , 为从 a O 到 y O 的闭环传递函数 则在 P D 控 c ( ( I
任 芍 匕 乙 价 ,
嵘 = 00 .1
. 3 2 监控评估与优化过程 图 2 为时变系统 PI 循环评估优化算法的工作流程 D
图, 编程思路等[ ], 具体描述如下: l 2 (l 首先通过使用系统输入输 出数据进行在线的系 ) 统辨识, 得到系统的过程模型和干扰模型; 2 ( ) 求取过程模 型的阶跃响应系数和干扰的脉冲响 应系数, 构造矩阵 S 和 N , 根据式 ( ) 和式 ( 10 9 ) 求取
中圈分类号: T P273
文献标识码: A
文t 编 号: 10 1礴l州 20 0 姆卜 9 0 1 引一 4
1 引言
现代工业 中, 工业现场中 9 % 的控制器仍然使用P D 0 I 控制算法1 , 这些控制器最初都是按照一定的性能要求来 1 设计和整定的, 但是随着时间的推移, 大部分工业现场 的工况等发生了变化, 使得实际运行的控制器性能不能 够达到原设计要求 , 甚至出现故障[ ] 2 对控制器性能进行评估和监测 的技术 因此, 急需一种能 而最小方差控制
内系统能 自动评估并施行优化而达到稳定. 该循环评估优化算法现实了在对系统进行性能评估监控 的同时, 能按照一定条件作为标
准对系统的 PI 参数进行优化, 最终使得系统具有自 D 我监控评估和自 我优化的能力, 此方法能在特定的工况下 进行应用
关锐询: 时变系统 : PI : 性 能评估 : 在线优化 D
且计算出在最小方差意义下最优 P I 控制器参数; 评估过程结果与现实系统输出方差进行比较, 做为 PI 参数在线优化的判断依 D D 据, 当现实系统性能低于某一标准的时候对控制器进行优化处理. 在整个算法中, 通过输入输出数据的处理与判断, 利用评估优化 后的 P D 参数对系统进行控制, 并再次回到最初的输入输出数据的处理和判断过程, 实现在控制过程中的系统性能监控 本文的 I 计算机仿真试验验证了该方法的有效性, 由图可看出, 系统发生渐变和突变后, 当输出方差超过了程序限定的标准时, 在 1 30 秒 0
而时变性会影响控制系统的控制效果, 有时甚至会破坏
是在 1970 年时, 由 B ox , Jen i 3] k ns[ 还有 ^ st om I 提 出, r 41
系统 的正常运行, 而原来的 P D 最小方差准则对控制系 I 统性能评估并不适合时变系统, 也就是说时变系统的控 制系统性 能评估结果是不准确的 本文针对时变系统 , 提 出了 P D 循环评估优化算法: 利用在线辨识技术对 时 I 变控制系统进行性能评估, 得到 P D 参数的优化值, 当 I 评估性能结果最优方差与输出方差相比小于 8 % 时, 对 5 I P D 参数进行更新, 使 P D 控制能随着工况 的变化而进 I 行改变
在此利用 B o & 匕 模型1吕]来对系统常规运行数 x Je刊 n s 1一 ,9 据进行拟合, 估计 PI 能实现的最小方差及其相应的控 D
制器参数[ 1 当系统评估结果小于一定值的时候, 给 P D 0 2 I
夕 一 (气 气 ,+ 气 ),夕 )+ Z na( ) ( ( ,)= 艺s∀ + ;一 ;屯 (卜i t 卜i s)
第 27 卷 第 1 期 2010 年 l 月28 日
计其机与盛用化母
C om P uter and A P Pli C 咧 S 口 S ed b t
o V l. , N o .l 27 Ja u山甲, 20 10 n
Pm 控制器的性能监控与评估
刘小艳, 张泉灵 , 苏宏业
(浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 浙江大学智能系统与控制研究所, 浙江, 杭州, 310 27 0 )
年提 出基于最小方差准则的单回路控制系统的
D 韶 句 和H 州 s ] 以 a f l 2等 加 ugh l [ , 及st e j ] 提出了 最小 n [ 以
方差与实际被控变量方差之比Байду номын сангаас为有界性能指标 , 并且
通过方差分析和互相关分析技术 , 针对前馈一 反馈控制系 统进行性能 由于实际过程都具有一定的时变性 , B a io hU gl n a 周构建了线性时变系统性能评估的一般框架 随后,
2 3 0 4 劝 0 6
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时间 ( s)
Fi & g3
h T e o ut utof d s onh ui sy s P ic a y t tem u der P I eont l n D o r .
摘要: 为了解决目 前工业系统中普遍使用的 PI 控制器由于工况变化等原因引起的系统发生时变而导致所在回路 P D 控制器性能 D I
可能下降的问题, 本文提出了一种专门针对 P D 控制器进行性能评估 优化及监控的方法, 即: PI 循环评估优化算法 该算法利 I D 用系统闭环输入输出数据, 使用基于M v c 侧 一 n a v ~ 伪曲亡 的P I 最小方差准则, 来对 P I 控制器的性能进行评估, 并 ) l D D
制下的系统的方差值表达式:
丛 改 一 呵 斌 3 a l k b
(3)
=( c 护G ( ,
其中, 的逆时针积分
= 佗万 (Q 一 ∋ 一 二O 了 ,) S 2万 Q
z) z一 偏( ,)坐). :
矛 表示的是白噪声a t 的方差; 歹 ( ) 表示在复平面上 由式 (3 可以知道, 当过程模型和干扰模 )
si o a M 和 s 阔 ic l 给出了基于滑动窗技术的时变系统的 .[ ] 性能评估方法 . K OZ bl U ,,l从时间的角度论述 了基于 M v c 性能评估方法的工程应用经验. 在工业应用 中, 实际生产过程对控制系统的精度有 一定的要求 , 需要有控制系统性能评估技术对控制器的 性能进行评估 , 由于实际系统均具有一定程度的时变性 ,
其中g ∀ n ∀ 和 是过程和干扰模型的脉冲响应系数 带入式 ( ) 中, 可以得到 以下 的表达式: 4
系数模型和干扰 的脉冲响应系数模型, 构造矩阵 S , 由 式 (1 ) 求得最小方差下的最优 P D 控制器的参数 k,, 0 I
棍, k 3
脚 为输 出达到临界稳定值时需要的最大采样时间间隔 将式(2 )
(倒园m 叨 va a e c nt ol 基准的性能评估方法 M v C m r n i c o r ) 墓准 的评估方法还被扩展到反馈/前馈控制系统[ 非最 ] 8 小相 位 系统 l , 以及变 工 作 点系 统 的性 能 评 估[ ] 9 ] 0 1
2
I P D 性能评估与监控原理
K 和 E dga 6 提出了可 以随即负荷扰动情况下进行 l r 1 B y g一 K n u u s 和 Ed 护 !] g
I k + kZ叮, + k q一 一 3 ,
l一q 一 1
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(2)
毛 S ∀ ∀ ,一 # k F ∃S H =∃∀ S k a # k s0 lz
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其中: k:, 棍, k 分别是 P D 的设定值参数 3 I
可 以得到任意输出与干扰之间的关系:
恩 甲
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,一#式 闭 出 #),% ( 环 表 万则 6 输 01 n l