單電磁懸浮系統(tǒng)傳統(tǒng)控制器設計案例綜述 1 1 1 2 5 5 6PID控制作為現代科學技術領域中眾多控制方法當中的中流砥柱，它的應用范圍非常廣泛，處于對不同控制對象、不同控制要求的考慮，對控制器的性能要求也有所不同錯誤!未找到引用源。(1)受限最優(yōu)化方法受限最優(yōu)化方法設計PID控制器效果較好。針對傳統(tǒng)算法容易早熟，收斂速度慢等缺點，提出了一種改進算法來求解PID調節(jié)器優(yōu)化問題。該算法通過對種群中個體進行自適應交叉和變異操作來提高搜索速度。仿真結果表明。該方法在保留PID控制器一定魯棒性的前提下，可以尋求最優(yōu)化參數配置。出用以最大靈敏度(M,)作為約束條件的觀點錯誤!未找到引用源。。隨后Schei建議將最大錯誤!未找到引用源。靈敏度(M?)與補償最大靈敏度(M,)共同作為設計參數來考慮Astrom等以積分誤差IE為優(yōu)化指標，給出設定值加權系數測定方法，并給出方法已被廣泛應用于各種控制問題中，但由于它們是建立在被控對象精確模型基礎之上，因此其魯棒性較差。Panagopoulos和他的團隊將MIGO方法運用到PID控制器的設計錯誤!未找到引用源。oPanagopoulos和Astrom等人將MIGO方法與H。回路整形方法錯誤!未找到引用源。-錯誤!未找到過程輸入輸出傳遞函數的HPID控制器中微分項的主要用途是以滯后為主的被控過程，而不能對純延遲環(huán)節(jié)為主的被控過程起作用。而傳統(tǒng)的PID調節(jié)器由于存在著積分飽和現象和參數整定困難等缺點，隨著生產自動化水平的不斷發(fā)展，PID控制器的一些缺陷也逐漸暴露出來。此時需要一種能對純延遲環(huán)節(jié)進行補償的Smith預估補償器來改善系統(tǒng)穩(wěn)定性錯誤：未找到引用源。錯誤：未找到引用源。,但是Smith預估補償器無法直接應用在FOPDT過程。因此，需要改進將Smith預估補償器的形式以便其能夠應用于FOPDT過程當中錯誤!未找到引用源。-錯誤!未找到引用源。。針對上述問題，提出一種基于Smith預測模型和PID控制算法相結合的新型控制系統(tǒng)結構方法。該結構具有較好的動態(tài)特性、較強的魯棒性以及對參數變化的適應性。在Smith預估補償器系統(tǒng)結構設計中采用PID控制技術，能有效地提高Smith估計補償器性能，同時還能彌補PID控制在基于IMC的PID控制器具有唯一的整定參數，參數調整與動態(tài)品質有比較明確的關系錯誤!未找到引用源。。通過IMC方法的PID控制可以將實際工作過程中遇到的具有三階以上高階次的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)階次向下調整為一階或二階模型的PID(4)模糊PID控制器設計方法對于時滯、時變、非線性、高階或者沒有精確數學模型的系統(tǒng)等無法利用傳統(tǒng)的比例、積分、微分為基礎的PID控制器進行精確控制的復雜系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^將模糊控制技術和PID控制技術相結合的設計方法錯誤!未找到引用源。(5)加入智能技術的PID控制方法信息技術高度發(fā)展的信息時代下，很多過去因技術限制而不能很好地解決的非線性，模型不確定性和大滯后的普通PID控制難題。都可以通過先進的控制算法得到很好的改善和優(yōu)化。研究者們研究開發(fā)了將一系列智能控制技術和PID控制相結合的新型控制，并針對這一問題給出了一種全新的解決方案。實際生產生活中有許多系統(tǒng)含有多個變量，這些變量可能相關也可能不相關。根據變量的相關與否可以采用解耦PID控制或者多回路PID控制。工程實際中常用的比例控制，積分控制，微分控制等法則分別是：PID調節(jié)器是工業(yè)控制中的核心技術，已運行近七十年之久。然而PID調節(jié)也有其不足之處，比如控制精度不高、魯棒性較差等，同時模糊控制自動性較強，可以更好的應對非線性問題。因此，將二者結合起來可以優(yōu)勢互補。由于它具有簡單性，題，因此系統(tǒng)控制器結構及參數要在現場經驗及調試的基礎上進行確定。這就決定了在對系統(tǒng)及預期對象缺乏足夠的認識或無法通過有效的測量得到系統(tǒng)參數的情況下，采用PID技術控制是比較好的。PID控制中，其實還有PI與PD比例控制的控制器輸出和輸入誤差信號成正比。但由于系統(tǒng)本身的復雜性分元件誤差由時間積分決定。積分元素個數會隨時間增長。當時間常數足夠大數。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調整過程中可能會產生振蕩甚至失去穩(wěn)定性。統(tǒng)的近似傳函為。將該傳函輸入到simulink軟件中，并連接PID控制器對其進行控制。得到PID控制器的仿真結構圖和仿真曲線圖如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2及圖錯誤!文檔中沒nOffset=0得到單獨PID控制曲線圖，在0.2s內系統(tǒng)達到了穩(wěn)態(tài)，產生的超調也在可1.31模糊PID原理及設計T?—一積分時間常數TD——微分時間常數upm(k)-—PID控制器在k時刻的輸出e(k)--k時刻的誤差T—一采樣時間式(0.1)中PID控制器的輸出為：定義滿足：Kc=Kc=Kc+KcKc=φKc=φKcTp則可以將式(0.6)轉化為：將PI和PD模塊疊加可以獲得模糊PID控制器：的量化因子，GU為PD型模糊控制器的R(k)-圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-4模糊控制結構框圖表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2及表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3所示。表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-1kp對應模糊規(guī)則ZZZZZZZZZ表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-2k?對應模糊規(guī)則ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ表錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-3kp對應模糊規(guī)則ZZZZZZZZZZZZZZ模糊控制器三個PID控制參數輸出曲面圖如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-5、圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-6及圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-7所示。圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-5kp輸出曲面圖豆豆輸入變量和輸出變量的模糊規(guī)則隸屬度函數如圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的e圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-8輸入e、ec的隸屬度函數圖錯誤!文檔中沒有指定樣式的文字。-9輸出kp,k?,kp的隸屬度函數在上一節(jié)提到的單獨PID控制的基礎上采用模糊控制的方法對系統(tǒng)進行改進，模糊PID控制系統(tǒng)的仿真結構圖及