控制器设计毕业论文

一种新的PID加前馈控制器设计

摘要

本文中提出，一个新的PID加前馈控制器的设计和调整过程。它包括确定一个假设一阶加死区时间模型前馈信号，以实现预定义的过程输出的过渡时间的过程。然后，PID参数整定，以确保良好的负载扰动抑制和任何常规方法闭环系统的参考信号获得通过过滤适当的设定点的阶跃信号。仿真和实验结果表明，该方法优于典型的（反）基于模型的方法，由于其简单，因此，适合在分布式控制系统，以及在单基站控制器来实现。

关键词：过程控制；PID控制；前馈控制；调整；

1. 介绍

比例 - 积分 -微分（PID）控制器，由于能够达到良好的成本/效益比，所以是控制器行业最为广泛使用的。事实上，由于他们的易用性，他们可以在一定宽的范围内提供令人满意的性能。自动整定技术已经开发，以帮助操作员选择适当的参数值，在这种方式下，使用它们所需的专业知识也越来越少。然而，众所周知，这些控制器的性能很大程度上取决于，除了PID参数的整定，适当实施这些额外的功能，如反饱和，集点过滤，前馈等。在当下，高效的设计这样一个功能的方法越来越容易实现，这都归因于在集散式控制系统（DCS）以及在单基站控制器的计算能力的提升。在任何情况下为了维护使用控制器的方便性，这些功能应该尽可能对是用户透明的，或者说是直观地。

在此背景下，本文提出了一种新的PID加前馈控制器的设计方法。事实上，对于PID控制器，虽然调节往往是首要关注的，但同时，在许多应用中，实现一个高性能的设定值后的工作也很重要。为了解决这个问题，典型的做法是采用两度自由控制器，也就是采用前馈补偿器（线性的）。众所周知的的集点加权策略的使用属于这个框架。这种方法的主要缺点是减少超调，是以较慢的给定响应为代价的。为了克服这一缺点，