基于繼電反饋的PID參數(shù)自整定

侯 洪，韓震宇

（四川大學(xué)，四川成都 610065）

基于繼電反饋的PID參數(shù)自整定

侯 洪，韓震宇

（四川大學(xué)，四川成都 610065）

針對PID參數(shù)難以整定的不足，提出一種基于繼電反饋的PID自整定方法。該方法利用繼電反饋原理對PID參數(shù)進(jìn)行自整定，從而提高了參數(shù)整定的靈活性。給出了基于任意相位裕度的PID參數(shù)自整定公式，并進(jìn)行了仿真實驗驗證。

繼電反饋；PID；參數(shù)整定；相位裕度

PID控制方法算法簡單，魯棒性好，而且不依賴于被控對象的精確模型，因而成為目前工業(yè)控制中運用廣泛的控制方法[1-2]。但PID參數(shù)本身整定困難，而且所整定的某組參數(shù)一般只適用于一種工況。因此，實現(xiàn)PID控制器參數(shù)自整定具有重要意義。

Astrom與Hagglund共同提出了一種以繼電非線性環(huán)節(jié)為核心的PID控制器參數(shù)自整定方法[3]。該方法不需要過程的先驗知識，可以自動地從被控對象的頻率響應(yīng)中抽取信息，進(jìn)而整定PID控制器的參數(shù)。行系統(tǒng)臨界信息獲取，通過繼電器發(fā)出繼電激勵信號，從而由系統(tǒng)的響應(yīng)曲線來計算出該系統(tǒng)的振蕩頻率和振蕩幅值，然后由獲得的臨界信息并根據(jù)確定的整定公式整定PID參數(shù)；控制狀態(tài)是采用整定的PID參數(shù)來控制系統(tǒng)。如果系統(tǒng)的測試條件發(fā)生變化，則需要重新回到測試狀態(tài)進(jìn)行測試，測試完成后在回到控制狀態(tài)。

1 繼電反饋整定法的基本原理

繼電反饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖中r(t)是參考信號，在繼電反饋系統(tǒng)中通常目標(biāo)值被設(shè)為0；e(t)是偏差；u(t)是被控對象的輸入；y(t)是被控對象的輸出。……