基于相关分析法的ＰＩＤ控制回路模型验证

2012年02月08日12:13:30 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

薛美盛，白东进，张　毅，何丹玉

中国科学技术大学自动化系，安徽合肥　２３００２６

摘　　　要：介绍ＰＩＤ控制回路的性能指标及评估方法，并针对控制性能不佳时无法判断是由过程模型失配还是扰动模型失配所致这一问题，提出了一种模型验证方法。通过引入一个准白噪声序列，对实际输出序列和噪声序列使用相关分析法进行分析，并将结果与性能良好时的过程模型脉冲形式进行对比，以确定控制回路性能不佳的原因。通过仿真实例验证了方法的有效性。
关　键　词：性能评估；ＰＩＤ控制；模型验证；相关分析

引　言
有统计表明，在流程制造业中有超过９０％的基本控制回路采用ＰＩＤ控制器。即便是在先进控制技术日益广泛应用的今天，ＰＩＤ控制器在工业过程控制中仍然占据着主导地位［１２］。那些建立在基础控制回路之上的先进控制系统，其性能好坏也直接取决于常规ＰＩＤ控制器的使用效果，因此对ＰＩＤ控制器进行性能评估就显得十分必要。目前，已有一些文章专门介绍了针对ＰＩＤ控制回路的性能评估方法［３５］。这些文章针对ＰＩＤ控制回路给出了回路较小可达输出方差的计算方法，将性能指标定义为较小可达输出方差与实际输出方差的比值，并求得达到此较小输出方差的控制器参数。然而，由于在计算此性能指标时，需要使用过程模型的阶跃响应序列和扰动模型的脉冲响应序列，因此，若控制回路的性能不能满足要求时，无法确定是由于过程模型失配还是由于扰动模型失配所导致。本文在文献［５］的基础上，以控制回路性能良好时的过程模型和扰动模型为目标，提出了一种模型验证方法。通过在实际输入端加一个准白噪声序列，对实际输出序列和噪声序列使用相关分析法进行分析，并且将分析结果与控制回路性能良好时的过程模型进行了对比，以确定控制回路性能不佳的原因。

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