IMC-PID Controller Design for Linear Systems with Parametric Uncertainties

控制系统控制品质的好坏直接决定了生产品质和效益，而工业过程控制中 百分之九十以上的控制器仍是PID控制器。于是，PID控制器参数整定一直以 来是工程应用和理论研究的核心问题之一。众多PID整定法中，IMC-PID控制 器参数整定方法脱颖而出，越来越广受工业控制过程的青睐。原因在于，基 于IMC的PID控制器对模型要求较低，甚至在高阶低阶、不稳定或非线性等情 况下，它都能获得有效的控制品质。而且IMC-PID仅有一个整定参数，该参数 调整与系统动态品质和鲁棒性的关系比较明确，从而无需繁杂的整定就可以使 系统同时具有较好的稳定性和鲁棒性。 由于需要确切的先验知识或工艺参数的有效估计...As is known to all, the control quality of control systems is the key to production quality and efficiency, whereas above ninety percentage of the controllers available in industrial process control are of PID type to date. Consequently, the PID controller parameter tuning has always been one of the core issues in both engineering applications and theoretical researches. Among numerous PID tuning ...学位：工学硕士院系专业：信息科学与技术学院_控制理论与控制工程学号：2322012115304

随机时延线性系统的IMC-PID设计

基于IMC(内模控制)框架,本文研究了具有随机不确定性时延的FOPDT(一阶时延)对象的最优IAE性能问题及其PID优化设计方法。这是传统的确定性优化方法无法解决的问题。首先,在IMC(内模控制)框架下,借用麦克劳林展开式和一阶泰勒近似,获得了内模控制器及其参数与PID控制器参数之间的关系式。从概率角度出发,通过求解实现IAE性能均值最优化的内模控制器及其参数,并利用上述关系,得到了相应的最优PID控制器参数整定规则,减少了传统参数整定方法的保守性。随机时延参数FOPDT对象的仿真,验证了本文所提出方法的有效性,并且表明:对于随机时延的FOPDT对象,与传统最优IAE PID整定方法如Murrill等(1967)、Smith等(1997)以及Madhuranthakam等(2008)方法相比,本文所整定PID控制器具有更好的IAE性能。福建省自然科学基金资助项目(2012J01288

PID Controller Design for Stable FOPDT with Stochasticmulti-parameter

基于IMC(内模控制)框架研究了具有随机时延和时间常数的FOPDT(一阶时延)对象的最优ISE性能问题及其PID优化设计方法。由于传统的确定性优化方法需要确切的先验知识或对系统参数的有效估计,故无法处理上述问题。针对带有双参数不确定的FOPDT对象,本文提出的PID整定方法是在内模控制的框架下,通过非线性最小二乘拟合方法得到ISE性能解析表达式并寻得内模控制器最优参数,从而得到相应最优PID控制器参数。仿真验证了本文的PID参数整定方法的有效性。This paper,on the basis of IMC framework,addresses PID tuning problem for optimal ISE performance of FOPDT with stochastic time delay and time constant. It should be noted that the traditional deterministic tuning methods cannot deal with such problem since they require the exact knowledge or effective estimation of process parameters. The proposed PID tuning method is to get the parametric expression of PID controller and seek the optimal tuning parameter λ through the analytical expression of ISE quality which is obtained by nonlinear least square fitting,so as to obtaining the optimal PID controller. Simulation verifies the effectiveness of the proposed PID tuning method.福建省自然科学基金资助项目(2012J01288