一类热工过程分布参数模型的PID控制仿真研究  

Simulation Analysis on PID Control of Distributed Parameter Model in Thermal Process

作　　者：陈星[1] 李东海[1] 

机构地区：[1]清华大学热能动力仿真与控制研究所,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084

出　　处：《系统仿真学报》2008年第9期2382-2386,共5页Journal of System Simulation

基　　金：国家自然科学基金项目(50376029)

摘　　要：分布参数系统普遍存在于热工过程中,PID是普遍采用的控制方法,因此有必要研究分布参数对象的PID控制问题。一般的PID控制器设计方法需要将分布参数模型简化为集总参数模型并降阶,这样就引入了模型误差;基于遗传算法的PID控制器优化设计方法(GAOPT)不受模型限制,可以直接基于分布参数模型进行控制器设计。利用GAOPT方法设计了一类分布参数模型的PID控制器。仿真结果表明,GAOPT方法比常规方法可以获得在超调量、调节时间、ITAE和性能鲁棒性等指标上都较优的控制效果;同时,基于分布参数模型的控制器比基于近似模型的控制器的控制效果有明显改善。Distributed parameter systems （DPS） is found in thermal process commonly, with the PID as the main control method, so it is reasonable to do the research of the PID control of DPS. In conventional cases, approximate model of DPS is required for PID controller design, and model errors will be brought in. The optimization method based on genetic algorithms of PID controller （GAOPT） is not restricted to models, and controller of DPS can be designed conveniently and flexibly without Approximation. GAOPT method was used to design a PID controller of a model of DPS. Simulation results demonstrate that GAOPT method achieves lower overshoot, shorter adjustment time and smaller ITAE criteria. Simulation results also show that controller based on DPS model can improve the systems control performance.

关 键 词：PID控制 分布参数系统 遗传算法 MONTE-CARLO方法 

分 类 号：TP214[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]