PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)

前言

　　PID控制器自產(chǎn)生以來，一直是工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣、也是最成熟的控制器.目前大多數(shù)工業(yè)控制器都是PID控制器或其改進型.盡管在控制領(lǐng)域，各種新型控制器不斷涌現(xiàn)，但PID控制器還是以其結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)、魯棒性強等優(yōu)點，處于主導(dǎo)地位.對PID控制器的設(shè)計和應(yīng)用，核心問題之一是參數(shù)的整定與實現(xiàn)?！　∽匀挥嬎闶峭ㄟ^模擬或揭示某些自然現(xiàn)象或過程發(fā)展而來的，其思想和內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和計算機科學(xué)等方面，為解決復(fù)雜問題提供了新的思路和手段.自然計算具有全局的、并行高效的優(yōu)化性能，魯棒性、通用性強，無需問題特殊信息等優(yōu)點.已廣泛用于優(yōu)化調(diào)度、運輸問題、組合優(yōu)化、工程優(yōu)化設(shè)計等領(lǐng)域，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視并掀起了該領(lǐng)域的研究熱潮?！　”緯亲髡叨嗄陙碓诨谧匀挥嬎愕腜ID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)方面進行深入研究的基礎(chǔ)上撰寫而成的，同時吸納了國內(nèi)外許多具有代表性的最新研究成果.感謝國內(nèi)外本領(lǐng)域的各位專家所做的工作為本書提供了部分素材.全書取材新穎，覆蓋面廣，深入淺出，注重理論聯(lián)系實際，力圖體現(xiàn)國內(nèi)外在這一學(xué)術(shù)領(lǐng)域的最新研究進展?！　∪珪卜?章，第1章為緒論，介紹了PID控制器在工業(yè)控制中的重要地位、PID控制器的基本概念，以及目前國內(nèi)外PID控制器參數(shù)整定的現(xiàn)狀；第2章為PID控制器參數(shù)整定方法，介紹了常規(guī)Z-N的PID控制器參數(shù)整定方法，還詳細介紹了基于模糊控制、多目標H2／HOC魯棒控制、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、克隆選擇算法、粒子群算法等PID控制器參數(shù)整定方法，并對PID控制器參數(shù)整定進行了仿真：第3章為分數(shù)階PID控制器的參數(shù)整定，在分數(shù)階PID控制器的數(shù)字實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用粒子群算法、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫克隆選擇算法對PID控制器參數(shù)進行了整定和仿真研究；第4章為基于QDRNN的多變量PID控制器參數(shù)整定，在對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提出了一種基于準對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多變量PID控制器參數(shù)在線整定的算法，同時給出一個二耦合的控制對象進行仿真，將基于此方法設(shè)計的多變量PID控制與基于對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的多變量PID控制效果進行了比較；第5章為數(shù)字PID控制器的FPGA實現(xiàn)，采用增量式PID控制算法來實現(xiàn)數(shù)字PID控制器，設(shè)計語言采用VHDL；第6章為基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的FPGA實現(xiàn)，詳細介紹了初始化模塊、輸入層計算模塊、隱含層計算模塊、輸出層計算模塊、隱含層權(quán)值調(diào)整模塊、輸入層權(quán)值調(diào)整模塊、控制模塊和存儲模塊設(shè)計與實現(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書是作者多年來在基于自然計算的PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)方面進行深入研究的基礎(chǔ)上撰寫而成的。在吸收國內(nèi)外許多具有代表性的最新研究成果的基礎(chǔ)上，本書著重介紹作者在這一領(lǐng)域的研究成果，主要包括：PID控制器參數(shù)整定方法；分數(shù)階PID控制器的參數(shù)整定；基于QDRNN的多變量PID控制器參數(shù)整定；數(shù)字PID控制器的FPGA實現(xiàn)；基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的FPGA實現(xiàn)；基于遺傳算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)；基于粒子群算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)；主要算法的基本程序。    本書可作為與自動化相關(guān)專業(yè)的師生、研究人員以及工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

前言第1章 緒論　1.1 PID控制器參數(shù)整定的發(fā)展與現(xiàn)狀　1.2 PID控制器參數(shù)整定的分類　1.3 PID控制的基本原理第2章 PID控制器參數(shù)整定方法　2.1 常規(guī)2—N整定方法及實現(xiàn)分析　2.3 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器參數(shù)整定　2.4 基于遺傳算法的PID控制器參數(shù)整定及仿真　2.5 基于克隆選擇算法的PID控制器參數(shù)整定　2.6 基于粒子群算法的PID控制器參數(shù)整定及仿真　2.7 多目標H2／H∞魯棒PID控制器參數(shù)整定第3章 分數(shù)階PID控制器的參數(shù)整定　3.1 分數(shù)階微積分的定義　3.2 分數(shù)階控制器　3.3 分數(shù)階PIλDμ控制器的數(shù)字實現(xiàn)　3.4 基于粒子群算法的分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定　3.5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定　3.6 基于免疫克隆選擇算法的分數(shù)階PID控制器參數(shù)整定第4章 基于QDRNN的多變量PID控制器參數(shù)整定　4.1 對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　4.2 對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Jacobian信息辨識　4.3 準對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　4.4 準對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Jacobian信息辨識　4.5 基于準對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量PID控制算法　4.6 數(shù)例仿真第5章 數(shù)字PID控制器的FPGA實現(xiàn)第6章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器的FPGA實現(xiàn)第7章 基于遺傳算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)第8章 基于粒子群算法的PID控制器的FPGA實現(xiàn)附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　自20世紀30年代以來，生產(chǎn)自動化技術(shù)取得了驚人的成就。工業(yè)自動化涉及的范圍極廣，過程控制是其中最重要的一個分支，工業(yè)生產(chǎn)對過程控制的要求是安全性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。過程控制的任務(wù)就是在了解、掌握工藝流程和生產(chǎn)過程的靜態(tài)和動態(tài)特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)上述三項要求，應(yīng)用理論對控制系統(tǒng)進行分析和綜合，最后采用適宜的技術(shù)手段加以實現(xiàn)。在很多情況下，只需采用商品化的常規(guī)調(diào)節(jié)器進行PID控制就可以實現(xiàn)其控制任務(wù)。PID控制器自產(chǎn)生以來，一直是工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣、也是最成熟的控制器，目前大多數(shù)工業(yè)控制器都是PID控制器或其改進型。盡管在控制領(lǐng)域，各種新型控制器不斷涌現(xiàn)，但PID控制器還是以其結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)、魯棒性強等優(yōu)點，處于主導(dǎo)地位。對PID控制器的設(shè)計和應(yīng)用，核心問題之一是參數(shù)的整定?？刂破鞯膮?shù)整定就是對一個已經(jīng)設(shè)計并安裝就緒的控制系統(tǒng)，通過控制器參數(shù)的調(diào)整，使得系統(tǒng)的過渡過程達到最為滿意的質(zhì)量指標要求。一個控制系統(tǒng)的質(zhì)量取決于對象特性、控制方案、干擾的形式和大小，以及控制器參數(shù)的整定等各種因素。然而，一旦系統(tǒng)按所設(shè)計的方案安裝就緒，對象特性和干擾值等基本固定下來，這時系統(tǒng)的質(zhì)量主要取決于控制器參數(shù)的整定。合適的控制器參數(shù)會帶來滿意的控制效果、不合適的控制器參數(shù)會使系統(tǒng)的質(zhì)量變壞。因此，在方案設(shè)計合理和儀表選型合適的基礎(chǔ)上，控制器參數(shù)整定的合適與否對控制器質(zhì)量具有重要的影響。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    PID控制器參數(shù)整定與實現(xiàn) PDF格式下載

---