基于虚拟仪器模糊控制器对化学反应过程温度控制研究(二)
仪器网 · 2012-07-14 23:42 · 46866 次点击
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PID参数自整定是先找出PID三个参数与偏差e和偏差变化率e'之间的模糊关系,在运行中通过不断检测e和e',再根据模糊控制原理来对3个参数进行在线修改,以满足不同e和e'时对控制器参数的不同要求,而使被控对象有良好的动、静态性能。
在整个的控制过程中控制器遵循以下原则进行控制转换:
if-a≤e≤athenPIDcontrolelseFuzzyPID
controla为设定值
模糊控制设计的核心是总结工程设计人员的技术知识和实际操作经验,建立合适的模糊规则表,得到针对Kc、Ti、Td三个参数分别整定的模糊控制矩阵表(见表3~5)。
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在程序运行过程中,通过采样e和e'查表,得到Kc、Ti、Td的修正参数代入下式计算
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可得执行机构所需要的控制量。图6、7是简单PID和模糊PID对化学反应器温度控制的实际效果图。从图6、7中可以看出,采用简单PID控制器,有的时间-温度段控制较好,但有些时间-温度段明显出现局部温度震荡的现象,并且系统的动态特性不
可得执行机构所需要的控制量。图6、7是简单PID和模糊PID对化学反应器温度控制的实际效果图。从图6、7中可以看出,采用简单PID控制器,有的时间-温度段控制较好,但有些时间-温度段明显出现局部温度震荡的现象,并且系统的动态特性不好;而采用模糊PID算法动态特性明显改善,精度也提高,适应各种升温速率。在动态控制过程中温度的波动在0.2℃以里,图8、9分别是虚拟仪器控制前面板和后台部分编程程序。
3结论
模糊控制器在恒温控制过程中,有很好的稳定性、精度可以控制在0.1℃。模糊PID控制器较简单PID控制器可有效地提高控制系统的动态特性,改善控制系统的鲁棒性,动态温度控制精度可以达到0.2℃。
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