智能控制在溫度調(diào)節(jié)儀中的應(yīng)用
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(2) 在AS和S’A’段, E處于中等大小,為了減小系統(tǒng)的超調(diào),同時保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度,
應(yīng)取得小些,
的取值要適當(dāng)。在這種情況下,
的取值對系統(tǒng)響應(yīng)的影響較大,一般根據(jù)
的取值經(jīng)驗:
較大時,
可取稍小;
較小時,
可取稍大。實際中也可直接采用PD控制。(3) 在ST和TS’段,E較小,為使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)性能,提高系統(tǒng)的抗干擾性,避免系統(tǒng)振蕩,
與
均應(yīng)取得大些。同時為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩,
值的選擇很關(guān)鍵,可根據(jù)
來決定,即:當(dāng)
較大時,
可取稍小,
較小時,
可取稍大。3 仿真結(jié)果
圖中藍(lán)色曲線表示設(shè)定值,紅色曲線表示測量值,綠色曲線表示加熱比例。
3.1 智能PID控制
智能PID控制中,針對不同的偏差做出不同的控制策略。按照第二節(jié)中提出的研究思路和技術(shù)方法,對偏差量進(jìn)行趨勢判斷,通過判斷調(diào)整PID控制參數(shù)[5]。
(1) 偏差較大時,可采取純比例或比例積分控制。一般的,曲線浮動大說明誤差大,此時比例度減小,P參數(shù)增大,曲線不能穩(wěn)定,超調(diào)量大。說明要減小比例度。
(2) 偏差減小且要改善系統(tǒng)的動態(tài)性能時,可采取比例積分控制;當(dāng)曲線振蕩頻率較快時,則可進(jìn)一步加入微分作用。
(3) 最后,經(jīng)過不斷調(diào)節(jié),得到滿意的控制曲線,如圖3所示;此時P、I、D參數(shù)分別為:3、800、3溫度設(shè)定值:80度;
3.2 分段PID控制
分段PID控制原理和智能PID控制有相似的地方,兩者都是以偏差的趨勢變化為調(diào)節(jié)對象[6]。本設(shè)計中分段PID設(shè)定兩個偏差界限,在控制中,當(dāng)偏差在不同的范圍內(nèi)變化時采取不同的PID參數(shù)控制。偏差較大時,采用純比例控制;而減小到一定范圍內(nèi)時,采用P控制或PI控制;要得到最好的控制效果,可加上微分作用,采用PID控制,得出比較滿意的控制曲線。如圖4所示:此時P、I、D參數(shù)分別為:3、800、3溫度設(shè)定值:80度;K0=1;K1=1.2;K2=1.5
4 結(jié)束語
本文介紹一種溫度控制方法,該控制方法分別采用智能PID和分段PID控制算法,分析仿真曲線可以得到:溫度偏差在本文所設(shè)計的PID控制器作用下可以得以消除。雖然在某些動態(tài)性能上還有所欠缺,但控制器總體良好的控制效果還是比較明顯的。
參考文獻(xiàn):
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[5] 李國勇.智能控制及其MATLAB實現(xiàn)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.
[6] 周兵,馬英慶,王文華.智能溫濕度調(diào)節(jié)儀[J].儀表技術(shù)與傳感器,2002,(11):55-56.
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