Cómo aplicar el algoritmo PID a la regulación de potencia

Para objetos industriales de gran inercia, se diseña y aplica un nuevo algoritmo de control de regulador adaptativo a sistemas de control de temperatura industrial. Los resultados experimentales muestran que la combinación orgánica del algoritmo de inteligencia artificial y el algoritmo adaptativo PID puede hacer que la curva de control de temperatura pase suavemente en diferentes etapas, optimizando así el proceso de control del sistema.

Debido a sus reglas simples, operación confiable y fácil implementación, los controladores PID siguen siendo los controladores más utilizados en sistemas de control de procesos de producción industrial. Sin embargo, con la mejora continua de los requisitos de rendimiento del control de procesos industriales, el algoritmo PID tradicional ya no puede cumplir plenamente con los requisitos de la producción real. Con este fin, muchos académicos han establecido algunos algoritmos de control nuevos [1, 2] y métodos de ajuste automático de parámetros PID [3] basados ​​en la teoría de control moderna. Sin embargo, muchos algoritmos son más complicados en el proceso de aplicación de ingeniería, especialmente para múltiples. etapa En el sistema de control de temperatura, pueden ocurrir oscilaciones y otros fenómenos durante el proceso de aumento y caída de temperatura. Para ello, es responsabilidad de cada programador combinar el controlador PID convencional con el algoritmo de autocorrección y utilizar el sistema de inteligencia artificial para ajustar automáticamente los parámetros PID en cada momento en que cambie el estado del sistema, de modo que el proceso de control esté siempre en orden. el estado óptimo. Metas por las que luchar. Para lograr este objetivo, el autor utiliza el algoritmo Z-N mejorado combinado con inteligencia artificial para completar la configuración del valor inicial de los parámetros PID. El método de utilizar el error de medición para cambiar el tamaño del paso del regulador logra el ajuste automático de los parámetros PID. En la curva de temperatura de varias secciones de un gran horno de calefacción se obtuvieron resultados muy satisfactorios en el control.

1 Utilice el algoritmo Z-N para obtener los valores iniciales de los parámetros PID

El método de Ziegler-Nichols (denominado algoritmo Z-N) se basa en la curva de Nyquist de el proceso controlado.Un punto crítico simple para calcular los valores iniciales de los parámetros PID. El criterio de sintonización que adopta requiere que la tasa de atenuación del proceso transitorio del sistema sea 0,75. Su mayor ventaja es que el método de cálculo es simple y fácil de usar. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, muchos objetos industriales tienen diferentes requisitos para los sistemas de control automático, y la tasa de atenuación transitoria del proceso de producción también es diferente de 0,75. Por lo tanto, este artículo adopta el método de calibración Z-N modificado, que utiliza el criterio de rendimiento de la tasa de atenuación 4:1 para obtener los valores iniciales de los parámetros PID.

Aplique una entrada de primer orden U al sistema (U se toma como 40 de potencia). Dado que el sistema de control de temperatura tiene una curva de respuesta en forma de S, se puede aproximar mediante un sistema de retardo de primer orden. :

U(s)/T(s)=Ke-τs/(1 Ts)

Supongamos que el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de 50 y 75 es: t1, t2 y t3 respectivamente. Como se muestra en la Figura 1-1, t1 y t2 respectivamente, según el criterio de sintonización del sintonizador Z-N: