"智能阀门定位器PID单参数模糊自适应控制设计参照"
智能阀门定位器是一种非线性、时变及未知模型系统,普通PID无法满足应用过程中快速、高精度要求。本文提出将常规PID控制方法和模糊技术相结合的控制方式。在分析系统满足Ziegler-Nichols条件的基础上,运用其设定方法对PID参数进行了归一化处理,并对处理后的单个参数设计了模糊自适应控制算法。
智能阀门定位器控制原理:智能阀门定位器控制系统由调节器、定位器、执行器和变送器几部分组成。其控制原理如图1所示。图中r为被调量的设定值;y为被调量;ym为被调量的测量值;u为调节器的输出信号(与执行器即调节阀的开度成一定的关系);f为定位器的输出信号;c为阀门位置信号。定位器利用闭环控制原理,将从调节器来的调节信号与从执行器来的阀门反馈位置信号相比较,根据比较后的偏差使调节阀执行机构动作,从而使阀芯准确定位,达到定位的目的。
模糊PID自适应控制设计:模糊控制的原理是将输入、输出量模糊化,再根据设计的模糊控制规则制成模糊控制表,将其解模糊后就能根据精确的输入量得到所需的输出量,但是对于PID控制器,从模糊化和解模糊过程来看,如果模糊区间分布过大,既然有3个参数需要调整,这样会使解模糊算子的确定极为复杂,而且不能保证精确度。所以在分析阀门特性符合Zie2gler-Nichols设定条件后建立了参数归一化的算法,这样不仅能简化控制算法,而且能提高精确度。
参数归一化:根据Ziegler-Nichols设定,设T=0.1TK,Ti=0.5TK,Td=0.125TK,TK为纯比例作用下的临界震荡周期,则增量式PID控制规律为Δu(k)=Kp[2.45e(k)-3.5e(k-1)]+Ki∑e(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]。
模糊自适应PID控制算法:在智能阀门定位器中,使用模糊自适应PID控制算法可以自动在线调整PID参数,实现智能阀门定位器的精确控制。该算法具有常规PID控制无可比拟的优势:不需人工操作调整参数,控制器本身能自动在线调整其参数对阀门定位器进行精确控制。
智能阀门定位器的应用前景:智能阀门定位器在石油、化工、制药、热工、材料和轻工等行业领域中有着广泛的应用前景。该技术可以满足工业应用需要,具有较大的实用价值和创新价值。
本文提出了一种智能阀门定位器PID单参数模糊自适应控制设计方法,该方法可以实现智能阀门定位器的精确控制,具有广泛的应用前景和实用价值。