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預期動態的PID控制 版權信息
- ISBN：9787302664567
- 條形碼：9787302664567 ; 978-7-302-66456-7
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
預期動態的PID控制 本書特色
本書是一本控制理論與控制工程領域的書籍，其內容是作者多年來的獨立研究成果。本書介紹了一種基于預期動態方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器動態性能和解決參數整定問題。該方法以預期動態響應為基準進行PID控制器參數整定，顯著提升了控制系統動態性能，并簡化了控制器整定流程。書中詳細論述了預期動態整定方法的原理和操作流程，給出了許多標準動態仿真算例，并通過小型實驗和大型工業試驗驗證了其有效性。此外，書中還介紹了針對單變量、多變量和分數階系統的PID參數整定，并提出了預期動態和模型預測的復合控制方法。
預期動態的PID控制 內容簡介
本書源自作者多年來在控制理論與控制工程領域的獨立研究成果。本書介紹了一種基于預期動態方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器動態性能和解決參數整定問題。該方法以預期動態響應為基準進行PID控制器參數整定，顯著提升了控制系統動態性能，并簡化了控制器整定流程。書中詳細論述了預期動態整定方法的原理和操作流程，給出了許多標準動態仿真算例，并通過小型實驗和大型工業試驗驗證了其有效性。此外，書中還介紹了針對單變量、多變量和分數階系統的PID參數整定，并提出了預期動態和模型預測的復合控制方法。
本書對于從事PID控制器設計和整定的研究人員和工程師具有重要的理論意義和實用價值，特別適用于大型工業系統控制的應用場景。
預期動態的PID控制 目錄
第1章緒論1
1.1熱力系統控制研究現狀2
1.2PID控制器的整定問題4
1.2.1基于PM的PID控制器整定方法4
1.2.2無PM的PID控制器整定方法5
1.2.3復合PID控制器整定方法6
1.2.4小結7
1.3蒙德福瑞控制思想7
1.4預期動態PID控制9
1.4.1基本原理9
1.4.2研究現狀12
1.5本書主要內容結構14
參考文獻15 第2章單變量控制系統參數整定24
2.1引言25
2.2問題描述25
2.3參數穩定域27
2.3.1開環D分割法27
2.3.2DDEPI的參數穩定域計算原理28
2.3.3DDEPID的參數穩定域計算原理30
2.3.4參數穩定域計算仿真算例32
2.4性能魯棒性評價33
2.5參數整定步驟33
2.6仿真研究34
2.6.1典型過程控制對象34
2.6.2線性傳熱系統溫度控制37
2.6.3循環流化床鍋爐的床溫控制39
2.7本章小結42
參考文獻42〖1〗〖1〗〖2〗預期動態的PID控制〖1〗目錄〖2〗第3章多變量控制系統參數整定44
3.1引言45
3.2問題描述45
3.3控制器設計方法47
3.3.1預期特性方程選取47
3.3.2分散DDEPID控制器參數整定步驟49
3.4典型多變量系統仿真研究49
3.4.12×2模型50
3.4.23×3模型53
3.4.34×4模型55
3.4.410×10模型57
3.5ALSTOM氣化爐分散控制系統參數整定64
3.5.1問題描述65
3.5.2基于ALSTOM氣化爐線性模型的分散控制67
3.5.3基于ALSTOM氣化爐非線性模型的分散控制79
3.6四水箱液位分散控制系統參數整定87
3.6.1K.H.Johansson標準水箱液位控制問題描述87
3.6.2K.H.Johansson水箱的分散控制89
3.7雙容水箱液位控制系統設計及實驗92
3.7.1Feedback雙容水箱實驗裝置介紹93
3.7.2雙容水箱液位控制實驗94
3.8本章小結97
參考文獻98 第4章分數階控制系統參數整定101
4.1引言102
4.2分數階微分方程與分數階系統102
4.2.1分數階微積分定義102
4.2.2分數階微分方程及分數階系統描述103
4.3分數階控制系統103
4.4仿真研究104
4.4.1典型分數階系統104
4.4.2完全相同的DDEPID控制10個不同的分數階模型108
4.4.3分數階永磁同步電機模型113
4.5本章小結115
參考文獻115 第5章基于過程響應的預期動態選擇研究117
5.1引言118
5.2問題描述118
5.3參數變化對控制效果的影響119
5.4基于過程響應的預期動態選擇122
5.4.1參數初始化122
5.4.2精確跟蹤預期動態響應的判定條件124
5.4.3預期動態選擇125
5.5仿真研究129
5.5.1預期動態的極限129
5.5.2控制效果對比133
5.6實驗臺驗證140
5.6.1控制效果對比140
5.6.2實驗結果140
5.7現場應用驗證146
5.7.1過程描述146
5.7.2試驗結果147
5.8本章小結153
參考文獻153 第6章基于前饋補償的預期動態控制設計與研究155
6.1引言156
6.2問題描述157
6.3基于前饋補償的預期動態控制160
6.4參數整定161
6.5仿真研究162
6.5.1跟蹤與抗擾分離調試162
6.5.2控制效果對比165
6.6實驗臺驗證171
6.6.1水箱水位控制171
6.6.2燃氣輪機轉速控制173
6.7現場應用驗證176
6.8本章小結178
參考文獻178 第7章基于預期動態的模型預測復合控制設計與研究181
7.1引言182
7.2問題描述182
7.3基于預期動態的模型預測復合控制184
7.3.1設計思路184
7.3.2設計原理185
7.4參數整定186
7.5仿真研究187
7.5.1傳遞函數模型188
7.5.2FBC機組非線性模型191
7.6現場應用驗證201
7.6.1過程描述201
7.6.2過程描述202
7.7本章小結207
參考文獻207 第8章高階無自衡系統的預期動態控制設計與研究209
8.1引言210
8.2問題描述210
8.3廣義預期動態PID控制設計211
8.3.1基本原理211
8.3.2廣義微分器的定義與性質212
8.4參數穩定域分析215
8.5參數整定217
8.6仿真研究218
8.6.1高階純積分系統218
8.6.2高階RHP極點系統221
8.6.3四質量彈簧動力系統225
8.7實驗臺驗證230
8.7.1實驗裝置與過程描述230
8.7.2實驗結果231
8.8本章小結232
參考文獻232 第9章總結與展望234
9.1內容總結235
9.2需進一步開展的工作236附錄A預期動態法與概率魯棒法的PID整定對比237
A.1魯棒設計PID概述238
A.2PR方法研究進展238
A.3單變量系統仿真對比研究239
A.3.1單變量系統的PRPID設計方法240
A.3.2仿真結果241
A.4多變量系統仿真對比研究244
A.4.1多變量系統的PRPID設計方法244
A.4.2仿真結果245
A.5小結249
參考文獻250
1.1熱力系統控制研究現狀2
1.2PID控制器的整定問題4
1.2.1基于PM的PID控制器整定方法4
1.2.2無PM的PID控制器整定方法5
1.2.3復合PID控制器整定方法6
1.2.4小結7
1.3蒙德福瑞控制思想7
1.4預期動態PID控制9
1.4.1基本原理9
1.4.2研究現狀12
1.5本書主要內容結構14
參考文獻15 第2章單變量控制系統參數整定24
2.1引言25
2.2問題描述25
2.3參數穩定域27
2.3.1開環D分割法27
2.3.2DDEPI的參數穩定域計算原理28
2.3.3DDEPID的參數穩定域計算原理30
2.3.4參數穩定域計算仿真算例32
2.4性能魯棒性評價33
2.5參數整定步驟33
2.6仿真研究34
2.6.1典型過程控制對象34
2.6.2線性傳熱系統溫度控制37
2.6.3循環流化床鍋爐的床溫控制39
2.7本章小結42
參考文獻42〖1〗〖1〗〖2〗預期動態的PID控制〖1〗目錄〖2〗第3章多變量控制系統參數整定44
3.1引言45
3.2問題描述45
3.3控制器設計方法47
3.3.1預期特性方程選取47
3.3.2分散DDEPID控制器參數整定步驟49
3.4典型多變量系統仿真研究49
3.4.12×2模型50
3.4.23×3模型53
3.4.34×4模型55
3.4.410×10模型57
3.5ALSTOM氣化爐分散控制系統參數整定64
3.5.1問題描述65
3.5.2基于ALSTOM氣化爐線性模型的分散控制67
3.5.3基于ALSTOM氣化爐非線性模型的分散控制79
3.6四水箱液位分散控制系統參數整定87
3.6.1K.H.Johansson標準水箱液位控制問題描述87
3.6.2K.H.Johansson水箱的分散控制89
3.7雙容水箱液位控制系統設計及實驗92
3.7.1Feedback雙容水箱實驗裝置介紹93
3.7.2雙容水箱液位控制實驗94
3.8本章小結97
參考文獻98 第4章分數階控制系統參數整定101
4.1引言102
4.2分數階微分方程與分數階系統102
4.2.1分數階微積分定義102
4.2.2分數階微分方程及分數階系統描述103
4.3分數階控制系統103
4.4仿真研究104
4.4.1典型分數階系統104
4.4.2完全相同的DDEPID控制10個不同的分數階模型108
4.4.3分數階永磁同步電機模型113
4.5本章小結115
參考文獻115 第5章基于過程響應的預期動態選擇研究117
5.1引言118
5.2問題描述118
5.3參數變化對控制效果的影響119
5.4基于過程響應的預期動態選擇122
5.4.1參數初始化122
5.4.2精確跟蹤預期動態響應的判定條件124
5.4.3預期動態選擇125
5.5仿真研究129
5.5.1預期動態的極限129
5.5.2控制效果對比133
5.6實驗臺驗證140
5.6.1控制效果對比140
5.6.2實驗結果140
5.7現場應用驗證146
5.7.1過程描述146
5.7.2試驗結果147
5.8本章小結153
參考文獻153 第6章基于前饋補償的預期動態控制設計與研究155
6.1引言156
6.2問題描述157
6.3基于前饋補償的預期動態控制160
6.4參數整定161
6.5仿真研究162
6.5.1跟蹤與抗擾分離調試162
6.5.2控制效果對比165
6.6實驗臺驗證171
6.6.1水箱水位控制171
6.6.2燃氣輪機轉速控制173
6.7現場應用驗證176
6.8本章小結178
參考文獻178 第7章基于預期動態的模型預測復合控制設計與研究181
7.1引言182
7.2問題描述182
7.3基于預期動態的模型預測復合控制184
7.3.1設計思路184
7.3.2設計原理185
7.4參數整定186
7.5仿真研究187
7.5.1傳遞函數模型188
7.5.2FBC機組非線性模型191
7.6現場應用驗證201
7.6.1過程描述201
7.6.2過程描述202
7.7本章小結207
參考文獻207 第8章高階無自衡系統的預期動態控制設計與研究209
8.1引言210
8.2問題描述210
8.3廣義預期動態PID控制設計211
8.3.1基本原理211
8.3.2廣義微分器的定義與性質212
8.4參數穩定域分析215
8.5參數整定217
8.6仿真研究218
8.6.1高階純積分系統218
8.6.2高階RHP極點系統221
8.6.3四質量彈簧動力系統225
8.7實驗臺驗證230
8.7.1實驗裝置與過程描述230
8.7.2實驗結果231
8.8本章小結232
參考文獻232 第9章總結與展望234
9.1內容總結235
9.2需進一步開展的工作236附錄A預期動態法與概率魯棒法的PID整定對比237
A.1魯棒設計PID概述238
A.2PR方法研究進展238
A.3單變量系統仿真對比研究239
A.3.1單變量系統的PRPID設計方法240
A.3.2仿真結果241
A.4多變量系統仿真對比研究244
A.4.1多變量系統的PRPID設計方法244
A.4.2仿真結果245
A.5小結249
參考文獻250
展開全部
預期動態的PID控制 作者簡介
李東海，清華大學能源與動力工程系副教授，博士生導師。1994年獲清華大學控制理論博士學位，曾在韓國首爾國立大學和香港科技大學訪學。1997年偶然閱讀韓京清先生的講稿后開始研究自抗擾控制，指導博士生與協作單位技術人員完成了一系列熱力過程ADRC試驗，在多個大型火電廠獲得成功應用。在Automatica、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Control Engineering Practice、ISA Transactions、Applied Energy等刊物發表論文多篇，申請了16項發明專利。主持國家自然科學基金、參加重大課題和企業課題共40項。指導碩士生30名，博士生14名，博士后7名，本科生15名，訪問學者2名。 史耕金，中國電力國際發展有限公司科技信息與新興產業中心經理，工程師。2023年4月畢業于清華大學能源與動力工程系動力工程及工程熱物理專業，獲工學博土學位。研究方向為PID控制、自抗擾控制、大型熱力系統控制等，曾在ISA Transactions、International Journal of Robust and Nonlinear Control等期刊上發表10余篇論文，獲授權3項發明專利。 王維杰，女，工學碩士。2009年7月畢業于清華大學熱能工程系動力工程及工程熱物理專業。現就職于ABB公司，擔任主管工程師及項目經理等職，從事能源行業過程控制及自動化工程工作多年。 劉韶杰，清華大學能源與動力工程系動力工程及工程熱物理專業博士生，研究方向為自抗擾控制、能源動力系統控制與優化、燃燒振蕩控制等，曾在Control Engineer-ing Practice、International Journal of Robust and Nonlinear Control、Journal of Energy Storage等國際期刊上發表多篇論文，獲授權多項發明專利。
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