基于内模法的PID控制器自整定算法

来源：计算机应用杂志2015年第9期北京时间：

作者：夏浩, 李柳柳

单位：大连理工大学 控制科学与工程学院, 辽宁 大连 116023

摘要：为解决传统工业控制中比例-积分-微分(PID)控制器参数整定的问题,提出了一种基于内模法(IMC)以及系统辨识的控制器参数确定算法。该方法首先利用被控过程在开环阶跃信号激励下,输入与暂态输出的对应关系,将被控对象辨识为一阶加滞后(FOPDT)或二阶加时滞(SOPDT)的模型;再利用IMC算法确定控制器的参数。对于在内模法中引入的滤波器参数λ的确定问题,提出通过引入γ和σ两个参数,并与输出误差的平方建立关系来确定λ 的方法。仿真显示,对于输出误差绝对值之和(IAE)这个指标,该种算法与传统基于IMC的PID控制算法相比,在无输入扰动时可提高20%左右,在有输入扰动时可提高10%左右。仿真结果表明:在用单位阶跃信号激励系统时,提出的整定方法在保证了系统鲁棒性的前提下,提高了系统的瞬态响应速度,并有效抑制了系统输出的超调。

关键词：内模控制,系统辨识,比例-积分-微分控制,自整定

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61273098);辽宁省高等学校科研计划项目(L2012020)。