一種在單回路數(shù)字控制器上實(shí)現(xiàn)的智能控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種將PID參數(shù)自整定與多模態(tài)控制相結(jié)合的仿人智能控制算法，并在單回路數(shù)字控制器上予以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字調(diào)節(jié)器具有PID參數(shù)自整定功能并向智能化和實(shí)用性方向發(fā)展;采用多模態(tài)控制方式是設(shè)計(jì)仿人智能控制器(SHIC)的基本原則之一，并在采用8031單片機(jī)的DMC-002型數(shù)字控制器上予以實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種在單回路數(shù)字控制器上實(shí)現(xiàn)的智能控制方法
[0001]本發(fā)明提出一種將PID參數(shù)自整定與多模態(tài)控制相結(jié)合的仿人智能控制算法，并在單回路數(shù)字控制器上予以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字調(diào)節(jié)器具有PID參數(shù)自整定功能并向智能化和實(shí)用性方向發(fā)展；采用多模態(tài)控制方式是設(shè)計(jì)仿人智能控制器(SHIC)的基本原則之一，并在采用8031單片機(jī)的DMC-002型數(shù)字控制器上予以實(shí)現(xiàn)。
[0002]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
1、PID控制參數(shù)自整定
PID控制參數(shù)自整定方法是基于Nyquist曲線上一個(gè)特征點(diǎn)的信息來整定PID參數(shù)的方法。這種方法不需要測(cè)辨被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，其整定的關(guān)鍵是系統(tǒng)必須產(chǎn)生等幅振蕩，然后按照給定公式計(jì)算PID參數(shù)值，這就是通常所稱的臨界比例度整定方法。由于工業(yè)生產(chǎn)過程經(jīng)常存在許多不確定因素，要得到系統(tǒng)真正的等幅振蕩并保持一段時(shí)間是相當(dāng)困難的。如果不慎則可能引起系統(tǒng)發(fā)散振蕩。因此對(duì)于要求嚴(yán)格的生產(chǎn)過程，這個(gè)方法是難以實(shí)用的。因此本發(fā)明采用用繼電非線性環(huán)節(jié)來代替比例控制器使閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)穩(wěn)定在等幅振蕩狀態(tài)。振蕩幅值可通過改變繼電特性的特征值加以調(diào)整，這樣對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程不會(huì)產(chǎn)生大的影響，滿足了實(shí)用化要求。
[0003]2、仿人多模態(tài)智能控制
多模態(tài)控制是在控制過程中根據(jù)系統(tǒng)的不同特征狀態(tài)，控制器采用不同的控制策略和控制模式的一種控制方法。MC的工作過程是:通過特征識(shí)別確定系統(tǒng)當(dāng)前所處的特征運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并立即采用相應(yīng)的控制模態(tài)。例如，當(dāng)系統(tǒng)偏差較大時(shí)，采用較強(qiáng)的控制量使系統(tǒng)獲得較大的響應(yīng)速度以迅速減小偏差；當(dāng)偏差減小到一定值時(shí)，為減小系統(tǒng)因慣性而產(chǎn)生的超調(diào)，可通過模式切換減小控制作用或給一個(gè)反向的能量補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)殘差的平穩(wěn)消除。因此Mc的控制過程可看作是對(duì)人(控制專家)的啟發(fā)式和直覺推理邏輯的模仿。多模態(tài)智能控制的實(shí)質(zhì)是模仿專家對(duì)系統(tǒng)過渡過程進(jìn)行分段控制，本發(fā)明的MC算法采用如下四種控制模式。
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種在單回路數(shù)字控制器上實(shí)現(xiàn)的智能控制方法包含以下幾個(gè)部分: PID控制參數(shù)自整定 PID控制參數(shù)自整定方法是基于Nyquist曲線上一個(gè)特征點(diǎn)的信息來整定PID參數(shù)的方法；這種方法不需要測(cè)辨被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，其整定的關(guān)鍵是系統(tǒng)必須產(chǎn)生等幅振蕩，然后按照給定公式計(jì)算PID參數(shù)值，這就是通常所稱的臨界比例度整定方法；由于工業(yè)生產(chǎn)過程經(jīng)常存在許多不確定因素，要得到系統(tǒng)真正的等幅振蕩并保持一段時(shí)間是相當(dāng)困難的；如果不慎則可能引起系統(tǒng)發(fā)散振蕩；因此對(duì)于要求嚴(yán)格的生產(chǎn)過程，這個(gè)方法是難以實(shí)用的；因此本發(fā)明采用用繼電非線性環(huán)節(jié)來代替比例控制器使閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)穩(wěn)定在等幅振蕩狀態(tài)；振蕩幅值可通過改變繼電特性的特征值加以調(diào)整，這樣對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程不會(huì)產(chǎn)生大的影響，滿足了實(shí)用化要求； 仿人多模態(tài)智能控制 多模態(tài)控制是在控制過程中根據(jù)系統(tǒng)的不同特征狀態(tài)，控制器采用不同的控制策略和控制模式的一種控制方法；MC的工作過程是:通過特征識(shí)別確定系統(tǒng)當(dāng)前所處的特征運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并立即采用相應(yīng)的控制模態(tài)；例如，當(dāng)系統(tǒng)偏差較大時(shí)，采用較強(qiáng)的控制量使系統(tǒng)獲得較大的響應(yīng)速度以迅速減小偏差；當(dāng)偏差減小到一定值時(shí)，為減小系統(tǒng)因慣性而產(chǎn)生的超調(diào)，可通過模式切換減小控制作用或給一個(gè)反向的能量補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)殘差的平穩(wěn)消除；因此Mc的控制過程可看作是對(duì)人(控制專家)的啟發(fā)式和直覺推理邏輯的模仿。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103645634SQ201310602323
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】劉雨 申請(qǐng)人:大連海聯(lián)自動(dòng)控制有限公司