一种新型的预测函数PID控制算法的研究.pdfVIP

一 种新型的预测函数PID控制算法的研究 周 磊，等 一 种新型的预测函数 PID控制算法的研究 ResearchonaNovelPredictiveFunctionalPIDControlAlgorithm 周． 磊 ，2 费树嘏 簧 家力 (东南大学 自动化学院 ，江苏 南京 210096；南京工程学院 自动化学院 ，江苏 南京 211167) 摘 要：针对应用于工业过程中的系统具有大时滞、时变性、非线性等特点，采用传统的PID控制方法难 以实现 良好的控制效果。将 预测函数控制算法和PID控制算法相结合，提出了一种新型的预测函数PID控制算法。该算法具有预测函数控制算法鲁棒性强和 PID控制算法抗干扰性好的优点。仿真结果表明，与常规预测函数控制算法相比，该控制算法满足系统对快速性和稳态精度的要求 ， 具有 良好的鲁棒性和抗干扰能力。 关键词：时滞 PID控制 预测函数控制 鲁棒性 采样时间 中图分类号：TP273 文献标志码：A Abstract：Aimingattheindustrialprocessesfeaturelargetimedelay，timevarying-andnonlinearity，SOexcellentcontroleffectsaredifficultto beimplementedbyusingtraditionalPID controlmethod．Thus，by combining thepredictivefunctionalcontrolalgorithm and PID control algorithmlthenew typeofpredictivefunctionalPID controlalgorithm isproposed．Thisalgorithm possessestheadvantageofstrongrobustnessof predictivefunctionalcontrolalgorithm。and theadvantageofstronganti—disturbanI2ecapability ofPID controlalgorithm．Comparingwiht conventionalpredictivefunctionalcontrolalgorithm，thecontrolalgorithm meetstherequirementsofthesystem onsteadystateaccuracyand rapidresponse，na dfeaturesexcellentrobustnessandanti—disturbancecapability． Keywords：Timedelay PIDcontrol Predictivefunctionalcontrol Robustness Samplingtime 出将传统 的预测控制和PID控制相结合的算法 [4]。 0 引言 本文将PFC控制算法和PID控制算法相结合，提出了 自20世纪70年代以来，应用于工业生产过程的 一 种新型的预测函数 PID控制算法。仿真结果表明， 预测控制越来越受到人们的重视。传统的预测控制主 该控制算法是一种跟踪快速、控制精度高、抗干扰性好 要有模型算法控制、动态矩阵控制、广义预测控制 和鲁棒性强的控制算法。 等 1【也]。预测控制对时滞对象具有 良好 的跟踪特性 ， 1 预测函数和PID控制算法 并对模型失配具有较强的鲁棒性。但这些算法在线计 算量大，需要考虑简化算法以提高控制的实时性。预 1．1 预测函数控制算法 测函数控制 (predictivefunctionalcontrol，PFC) 由 预测函数控制是基于预测控制原理发展而来 ，是 Richalet和Kuntze等人于 1986年提出。PFC引入了基 第三代预测控制方法，具有一般预测控制的三个