PDF《一种智能 EFG 调节器的设计方法》

收稿日期: 作者简介:杨俊莲&

女, 辽宁沈阳人, 辽宁广播电视大学讲师 + 文章编号: 沈阳工业大学学报-.

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8 .4 ?7@61.3.98 A.3+ !) B.+ ! CD0+ 第!) 卷第!期! $年,月摘要:提出了智能 EFG 调节器的一种设计方法, 它仅需要被控对象的阶跃响应信息, 利用专家系 统实时调整 EFG 调节器参数, 实现了有效控制 + 整个系统用低成本的 HI5 # J$ 单片机便可实现, 在 电阻加热炉的温控过程中, 获得了良好的控制效果 + 关键词:EFG 调节器K 启发式逻辑K 智能控制K 参数整定K 专家系统 中图分类号:?E !L)+ J 文献标识码: C 一种智能 EFG 调节器的设计方法 杨俊莲 &

辽宁广播电视大学M 辽宁 沈阳 $$ ),* EFG 调节器算法简单、 鲁棒性好、 可靠性高, 在工业生产过程控制中仍然是应用最广泛的一 类控制器 + 尤其适用于可建立精确数学模型的 确定性控制系统 + 但对于那些具有高度非线性、 时变不确定性和大纯时滞对象, 难以确立精确的 数学模型, 应用常规 EFG 调节器难以实现有效控 制+实际控制系统中,存在着大量的启发式逻 辑, 最根本原因在于实际受控对象或过程存在着 模型不确定性,而这种启发式逻辑,本质上是实 现控制目标的各种规律性的经验知识, 这些知识 难以用一般的数值形式表达, 而适用于用符号形 式加以描述 + 再者, 这些经验知识既不能简单地 罗列,又难以用解析的方法综合,因而必须给予 恰当的组织,并能自动地进行推理,专家智能控 制技术恰恰为这类经验知识的表示和处理提供 了有效的方法 + 智能控制实质就是基于控制对 象和控制规律的各种知识, 而且要用智能的方式 来利用这些知识, 求得受控系统尽可能地优化和 实用化N $ O + 本文提出的智能 EFG 调节器设计方法仅需 要被控对象的阶跃响应特性, 然后用科恩 # 库恩 (I.61 # I..1) 公式求被控对象特征参数, 利用专 家系统方法自动整定 EFG 参数 + 用一台性能价 格比较高的 HI5 # J$ 单片机即可实现 + 该算法 已在电阻加热炉温度控制系统中获得了成功应 用, 并取得了良好的控制效果 + $ 从飞升曲线求解对象传递函数 严格地说,工业生产过程中的对象特性都具 有非线性、 时变和分布参数的特征 + 因此, 无论是 通过某些假设推导出的对象数学模型,还是由辩 识所得的估计模型,其适用范围都是很有限的 + 为了研究方便,通常将受控对象当作集中参数来 处理 + 它们大多可近似用一阶惯性加纯滞后环节 来表示, 传递函数为 ! (#) P $7 % !# &

# Q $ &

$* 式中 '

为对象的静态增益K &

为对象的时间常 数K ! 为对象的纯滞后 + 考虑零阶保持器后, 式($) 脉冲传递函数为 !D (() P ) $ #

7 % &

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D# Q [ ] $ P '

($ #

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D ) ( % + % $ ($ #

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D ) # $ ) &

!* 式中 &

为采样周期;

+ 为正整数 + 一阶惯性加纯滞后对象的飞升曲线如图 $ 所示N! O + 从阶跃响应提取特征参数的 I.61 # I..1 公 式如下 P &

D P $+ J&

! P $+ J ) / ( ) + ()! &

J* 式中 . 为系统阶跃输入K - 为系统输出响应;

/ + !% 是对象飞升曲线为 时的时间M R;

1K / + ()! 是对象飞升曲线为 时的时间M R;

1+ 公式(!) (#)用 单片微机可求出 对象的数学模型各个参数 ( 用微机求解可以做到 快速、 准确、 精度高 ( ) *+, 调节器参数专家自整定算法 连续 *+, 调节器算法为 在数字控制系统中,采样周期 ! 的选择是 *+, 调节器参数整定必须考虑的一个重要问题 ( 对纯滞后控制对象, 一般选择