广义Nyquist判据在PID参数整定中的应用

对于继电器反馈自整定PID控制方案,利用幅值和相位裕度的理论自动整定PID控制参数,并给出了整定公式。     

大型燃煤火电机组湿法脱硫系统控制研究

火电厂烟气中SO2对环境的污染比较严重,且当前电厂脱硫控制环节的自动化程度和控制精度都比较低,因此为了控制SO2排放,建立良好的控制策略至关重要。在某电厂湿法烟气脱硫系统的辨识结果基础上,分别以浆液pH值和出口SO2浓度为研究对象,建立了对应的前馈-反馈复合控制系统模型,给出了基于多容惯性过程（Multiple Capacity Process,MCP）标准传递函数模型的PID控制器参数整定方法。仿真结果验证了MCP-PID整定方法的适用性和准确性。该方法为电厂脱硫控制环节优化提供了数学模型基础,为多变量连续系统控制策略选择提供了新的思路。     

PID参数继电自整定的一种方法

介绍了ＰＩＤ调节器参数的继电自整定的基本原理。通过分析一阶惯住加纯滞后对象在继电特性作用下的输入输出持性，推导了计算对象特性参数的公式。利用这些公式进行辨识，从而整定ＰＩＤ参数。实验表明，这是一种行之有效的ＰＩＤ参数自整定方法。     

基于内模控制的PID参数整定方法研究及应用

工业生产过程中难以建立精确的数学模型,其参数往往难以整定.基于此,本文研究了基于内模控制的参数整定方法,利用减半原则将高阶含有延迟环节的模型降阶为一阶或二阶的模型,依据内模比例-积分-微分参数整定过程推导出SIMC法的整定公式进行SIMC参数整定.经仿真分析发现该方法的单位阶跃响应速度快、无振荡、超调量小,且其控制效果明显优于其他经典PID整定方法.应用此方法对精馏塔温度控制系统进行PID参数整定,由于精馏塔系统本身存在很强的耦合作用,故设计基于内模控制思想的内模解耦控制器.通过仿真结果发现无论在模型匹配还是失配的情况下,都不仅能消除回路之间的耦合作用,还能减小超调.所研究的内模解耦控制是一种先进、有效的解耦方案.     

基于无量纲参数的PID控制器参数整定方法

通过扩展的内模整定方法提出了基于无量纲参数（无量纲时滞时间和无量纲过程增益）的ＰＩＤ控制器参数整定方法,给出了ＰＩＤ控制器参数整定公式对系统的时滞大小没有限制,对于不同的时滞系统均适用;而且整定后的闭环系统与原模型参数无关,其瞬态性能指标和鲁棒特性具有一致性。     

时滞控制系统PID参数的整定

针对工业过程中的二阶时滞系统，依据衰减频率特性法，得出了ＰＩＤ参数的整定公式为实现自整定ＰＩＤ控制打下理论基础和成功依据。     

积分时滞对象的一种内模PID鲁棒控制方法

针对工业系统中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,基于内模控制原理,将IMC-PID(internal model control-proportional integral derivative)控制器参数整定与鲁棒控制相结合,设计一种IMC-PID控制器参数的鲁棒整定方法。通过一阶环节逼近积分环节,采用泰勒公式逼近时滞项,推导得到IMC-PID控制器参数的设计公式。并基于鲁棒性能指标给出了简单的参数整定解析表达式,实现IMC-PID控制器的鲁棒整定。仿真结果表明,基于鲁棒性能指标的IMC-PID控制方法克服了常规方法中参数整定的盲目性,可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性。     

基于经验整定公式的热工系统控制器参数智能优化

提出了基于大量实验总结得到的针对有自平衡和无自平衡对象的控制器经验整定公式,实验证明了公式的有效性,该公式可直接用于工程中。进而,利用粒子群算法(PSO)优化有自平衡对象构成的主蒸汽温度系统以及无自平衡对象构成的锅炉汽包水位系统的控制器参数,采用经验整定公式进行初始路径的选择,指导了粒子群最初的寻优过程,大大降低了寻优的随机性,克服了PSO进化速度慢及易于陷入局部最优解的缺陷。     

积分过程PID控制器参数的新型优化整定方法

针对积分时滞过程,结合菌群优化（BSFO）算法和控制系统优化设计策略,提出了一种新的PID控制器参数优化整定方法.通过将PID控制器的参数设置为群体细菌在参数空间的位置,将时间乘以绝对误差的积分（ITAE）作为细菌对环境的适应度函数,并模拟细菌群体觅食的动态行为来实现对PID控制器参数的寻优.实例仿真结果表明,菌群优化算法能够实现对PID控制器参数的有效整定,并在稳定时间、超调量、鲁棒性和抗干扰性等方面具有满意的综合性能.在大量仿真结果的基础上,给出了一个积分时滞对象的PID控制器参数整定经验公式.     

基于PM、AM的PID调节器参数整定方法及公式推导

在介绍Astrom法的基础上，分别推导出了基于相位裕度和幅值裕度的PID参数的整定（分别简称为PM法和AM法）公式，并与古典的Z－N参数整定方法进行对照，指出了PM和AM法的特点及使用条件．     

多容惯性标准传递函数的建立与比较

建立了一种多容惯性标准传递函数,并与ITAE和Butterworth标准传递函数做了比较．理论分析和仿真试验表明：多容惯性标准传递函数具有容易建立、无超调量和便于工程应用的优点．     

基于多容惯性标准传递函数的锅炉内胆水温PID控制

提出了一种PID控制器的多容惯性标准传递函数设计方法,并采用Matlab中的Simulink平台,构建了典型串联校正型PID控制系统的仿真试验系统.仿真结果显示,基于多容惯性标准传递函数的PID控制具有无超调、鲁棒性强等优点,有效提高了系统的控制效果.     

Optimal Tuning of Plant-Friendly PID Controllers

A plant-friendly proportional-integral-derivative (PID) controller optimization framework is proposed to make tradeoffs among set-point response, controller output variations and robustness. The objective function is chosen as the weighted sum of the integral of squared time-weighted error and the integral of squared time-weighted derivative of the control variable with respect to set-point response, while the robustness of the system is guaranteed by constraints on gain and phase margins. Due to the complex structure of the constraints, the problem is solved by genetic algorithms. Simulation analysis show the proposed method could efficiently reduce the controller output variations while maintaining a short settling time. Based on the simulation results, iterative tuning rules for the weighting factor in the objective function are obtained, which allows efficient simple proportional-integral(PI) tuning formulae to be derived.     

基于多容惯性标准传递函数的锅炉水温控制器设计

锅炉水温过程具有惯性、滞后、非线性等特点,传统PID控制很难达到较好的控制效果．采用多容惯性标准传递函数方法设计了锅炉内胆水温控制器．仿真试验结果发现,多容惯性标准传递函数控制具有设计简单、实现容易、无超调、调整时间短等优点．     

Duhamel积分的高精度递推格式

本文以二次式来逼近每个时间步中的激励变化,给出了计算Duhamel积分的递推公式。用线性插值时,就是熟知的Nigam—Jennings算法。分析了算法的传递函数误差,并计算了几个数值例子,从而阐明本文推荐的二次插值算法优于Nigam—Jennings算法。     

锅炉汽温状态反馈控制器的一种设计方法

提出了锅炉汽温状态反馈控制器的一种新设计方法.该方法利用阿克曼算法计算状态反馈控制增益向量,并增加了稳态设计步骤.同时导出状态反馈控制的稳态增益设计公式.应用该方法可在完成动态设计后也完成了稳态设计,从而实现阶跃响应零稳态误差.已完成的仿真试验证明了所提方法的正确性和有效性.     

任意变截面杆件的拉伸和弯曲

讨论了任意截面杆件的拉伸和弯曲，文中导出单元和节点的正确传递矩阵公式并根据传递矩阵原理获得了杆件静力分析的公式，计算结果表明本文解与解析解良好吻合。     

TMD型防屈曲支撑构造及减振与抗震性能研究(Ⅱ)

为使防屈曲支撑功能实现复合化,设计并制作了一种具有调谐质量减振功能的防屈曲支撑(tuning mass dampered-buckling restrained brace,TMD-BRB).通过对6个动力试件的拟斜动试验和2个静力试件的滞回性能试验,考察了试件的复合减震功能,以及接触面做法、弹簧布置和套筒加长等几个关键技术对试件减震性能的影响,得出最优构造.试验结果表明:轮式-套筒加长型TMD-BRB,其TMD调谐精度高,动力系数大,周期特性明显;BRB性能方面,支撑在1/85支撑长度加载范围内滞回曲线稳定饱满,压拉比均值1.07,刚度退化和骨架曲线规律正常,30圈疲劳试验耗能下降10%,各项指标均满足国内外有关规定,且伴随钢芯变形能够实现TMD和BRB两种减震功能之间的自动切换.     

一种四阶锁相频率合成器的环路设计

重点讨论了四阶锁相频率合成器的环路滤波器的设计.环路滤波器主要采用有源比例积分滤波器,为获得更好的环路性能,采用了三阶环路滤波器.通过环路开环传递函数,得到了环路的时间常数和环路滤波器的元件的设计公式.对环路进行了仿真实验,实验结果和实际测试表明总体性能较好,能满足项目要求.