預期動態的PID控制

李東海 史耕金 王維傑 劉韶傑

預期動態的PID控制 預覽內頁
  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2024-06-01
  • 定價: $708
  • 售價: 8.5 折 $602
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7302664560
  • ISBN-13: 9787302664567

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商品描述

"本書源自作者多年來在控制理論與控制工程領域的獨立研究成果。本書介紹了一種基於預期動態方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器動態性能和解決參數整定問題。該方法以預期動態響應為基準進行PID控制器參數整定，顯著提升了控制系統動態性能，並簡化了控制器整定流程。書中詳細論述了預期動態整定方法的原理和操作流程，給出了許多標準動態模擬算例，並通過小型實驗和大型工業試驗驗證了其有效性。此外，書中還介紹了針對單變量、多變量和分數階系統的PID參數整定，並提出了預期動態和模型預測的復合控制方法。 本書對於從事PID控制器設計和整定的研究人員和工程師具有重要的理論意義和實用價值，特別適用於大型工業系統控制的應用場景。 "

目錄大綱

目錄

 

 

第1章緒論1

1.1熱力系統控制研究現狀2

1.2PID控制器的整定問題4

1.2.1基於PM的PID控制器整定方法4

1.2.2無PM的PID控制器整定方法5

1.2.3復合PID控制器整定方法6

1.2.4小結7

1.3蒙德福瑞控制思想7

1.4預期動態PID控制9

1.4.1基本原理9

1.4.2研究現狀12

1.5本書主要內容結構14

參考文獻15

 

第2章單變量控制系統參數整定24

2.1引言25

2.2問題描述25

2.3參數穩定域27

2.3.1開環D分割法27

2.3.2DDEPI的參數穩定域計算原理28

2.3.3DDEPID的參數穩定域計算原理30

2.3.4參數穩定域計算模擬算例32

2.4性能魯棒性評價33

2.5參數整定步驟33

2.6模擬研究34

2.6.1典型過程控制對象34

2.6.2線性傳熱系統溫度控制37

2.6.3循環流化床鍋爐的床溫控制39

2.7本章小結42

參考文獻42〖1〗〖1〗〖2〗預期動態的PID控制〖1〗目錄〖2〗第3章多變量控制系統參數整定44

3.1引言45

3.2問題描述45

3.3控制器設計方法47

3.3.1預期特性方程選取47

3.3.2分散DDEPID控制器參數整定步驟49

3.4典型多變量系統模擬研究49

3.4.12×2模型50

3.4.23×3模型53

3.4.34×4模型55

3.4.410×10模型57

3.5ALSTOM氣化爐分散控制系統參數整定64

3.5.1問題描述65

3.5.2基於ALSTOM氣化爐線性模型的分散控制67

3.5.3基於ALSTOM氣化爐非線性模型的分散控制79

3.6四水箱液位分散控制系統參數整定87

3.6.1K.H.Johansson標準水箱液位控制問題描述87

3.6.2K.H.Johansson水箱的分散控制89

3.7雙容水箱液位控制系統設計及實驗92

3.7.1Feedback雙容水箱實驗裝置介紹93

3.7.2雙容水箱液位控制實驗94

3.8本章小結97

參考文獻98

 

第4章分數階控制系統參數整定101

4.1引言102

4.2分數階微分方程與分數階系統102

4.2.1分數階微積分定義102

4.2.2分數階微分方程及分數階系統描述103

4.3分數階控制系統103

4.4模擬研究104

4.4.1典型分數階系統104

4.4.2完全相同的DDEPID控制10個不同的分數階模型108

4.4.3分數階永磁同步電機模型113

4.5本章小結115

參考文獻115

 

第5章基於過程響應的預期動態選擇研究117

5.1引言118

5.2問題描述118

5.3參數變化對控制效果的影響119

5.4基於過程響應的預期動態選擇122

5.4.1參數初始化122

5.4.2精確跟蹤預期動態響應的判定條件124

5.4.3預期動態選擇125

5.5模擬研究129

5.5.1預期動態的極限129

5.5.2控制效果對比133

5.6實驗台驗證140

5.6.1控制效果對比140

5.6.2實驗結果140

5.7現場應用驗證146

5.7.1過程描述146

5.7.2試驗結果147

5.8本章小結153

參考文獻153

 

第6章基於前饋補償的預期動態控制設計與研究155

6.1引言156

6.2問題描述157

6.3基於前饋補償的預期動態控制160

6.4參數整定161

6.5模擬研究162

6.5.1跟蹤與抗擾分離調試162

6.5.2控制效果對比165

6.6實驗台驗證171

6.6.1水箱水位控制171

6.6.2燃氣輪機轉速控制173

6.7現場應用驗證176

6.8本章小結178

參考文獻178

 

第7章基於預期動態的模型預測復合控制設計與研究181

7.1引言182

7.2問題描述182

7.3基於預期動態的模型預測復合控制184

7.3.1設計思路184

7.3.2設計原理185

7.4參數整定186

7.5模擬研究187

7.5.1傳遞函數模型188

7.5.2FBC機組非線性模型191

7.6現場應用驗證201

7.6.1過程描述201

7.6.2過程描述202

7.7本章小結207

參考文獻207

 

第8章高階無自衡系統的預期動態控制設計與研究209

8.1引言210

8.2問題描述210

8.3廣義預期動態PID控制設計211

8.3.1基本原理211

8.3.2廣義微分器的定義與性質212

8.4參數穩定域分析215

8.5參數整定217

8.6模擬研究218

8.6.1高階純積分系統218

8.6.2高階RHP極點系統221

8.6.3四質量彈簧動力系統225

8.7實驗台驗證230

8.7.1實驗裝置與過程描述230

8.7.2實驗結果231

8.8本章小結232

參考文獻232

 

第9章總結與展望234

9.1內容總結235

9.2需進一步開展的工作236附錄A預期動態法與概率魯棒法的PID整定對比237

A.1魯棒設計PID概述238

A.2PR方法研究進展238

A.3單變量系統模擬對比研究239

A.3.1單變量系統的PRPID設計方法240

A.3.2模擬結果241

A.4多變量系統模擬對比研究244

A.4.1多變量系統的PRPID設計方法244

A.4.2模擬結果245

A.5小結249

參考文獻250

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