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硅碳棒控制器对PID参数在线调整

    由于操作者的经验不易精确描述,控制系统中各种信号以及评价指标不易定量表示,硅碳棒理论是解决这一问题的有效途径。硅碳棒控制技术作为一种智能控制,它是基于经验规则和专家知识的控制,其最大的特点是针对各类具有非线性、强藕合、不确定性、时变的多变量系统有良好的控制效果,自适应硅碳棒控制就是将模糊控制和自适应控制相结合,利用各自的特点,以达到互补的目的。自适应硅碳棒控制提高了系统的实时性,改善了系统的硅碳棒性,使系统具有更强的适应性。自适应硅碳棒PID控制系统结构如图2.11所示,它由一个标准PID控制器和一个硅碳棒自适应机构组成,硅碳棒自适应机构根据输入信号(即偏差。和ec)的大小、方向以及变化趋势等特征,通过硅碳棒推理做出相应决策,在线调整PID参数Kp,K=,K、以满足不同时刻对参数的不同要求,使被控对象有良好的动、静态性能,达到满意的控制效果。其控制器可看成为参数增量式PID控制器,在初始化PID控制器参数的基础上叠加自适应硅碳棒控制器对PID参数在线调整,即由此可看出PID参数自整定过程关键是找出PID三个参数与e和ec之间的硅碳棒关系。从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面考虑,Kp,K=和K、的作用如下:
    ①比例系数K,的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。K,越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但易产生超调,甚至不稳定。
    ②积分系数K,的作用是消除系统的稳态误差。K,越大,系统的静态误差消除的越快,但K,过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。
    ③微分系数K、的作用是改善系统的动态特性,其作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向变化,对偏差变化进行提前预报。但K、过大,会使响应过程提前制动,而延长调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。一个典型动态过程响应曲线如图2.12所示。www.sdzygw.com

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