基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的PID控制器優(yōu)化研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越大型化、復(fù)雜化，工作點(diǎn)的變化范圍大，使得建模越來(lái)越困難。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作為一種不需要對(duì)象模型，僅需要系統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù)就可以完成控制器設(shè)計(jì)的技術(shù)，已成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文以非線性系統(tǒng)作為研究對(duì)象，直接利用系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)，在線的對(duì)PID控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先，針對(duì)SISO的非線性系統(tǒng)，采用K-NN(K Nearest Neighbor)算法，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中選出與當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)相匹配的數(shù)據(jù)信息，利用線性加權(quán)

2、平均方法得到PID參數(shù)值。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)給出的優(yōu)化準(zhǔn)則函數(shù)，對(duì)所得到的參數(shù)值進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的在線調(diào)整，并給出了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)更新原則，通過(guò)對(duì)幾個(gè)非線性系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)，證實(shí)了優(yōu)化算法的有效性。其次，將所提出的方法應(yīng)用在了過(guò)熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)中。分別應(yīng)用Matlab/Signal Constraint工具箱及提出的優(yōu)化算法對(duì)不同負(fù)荷下的系統(tǒng)控制器進(jìn)行離線、在線優(yōu)化，將所得到的兩組優(yōu)化值作為PID控制器參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行階躍擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，