关于AI系列仪表的人工智能控制算法

摘要:

AI系列仪表中的人工智能控制算法,即对PID算法加以改进和保留,加入模糊控制算法规则,并对给定值的变化加入了前馈调节。在误差大时,运用模糊算法进行调节,以彻底消除PID饱和积分现象,如同熟练工人进行手动调节。

关键字:AI系列仪表；控制；算法

一、引言

在工业控制中,许多控制过程机理复杂,滞后大,控制对象具有变结构、时变等特点。采用常规的PID控制算法,难以适应参数变化及干扰因素的影响,大都出现较大超调,PID参数较难确定,不仅给调试带来麻烦,调节的效果也不理想。目前由国外引进的某些调节仪表中,推出了许多改进型如加入抗饱和积分功能,采用自整定来协助确定PID参数及自适应技术来改进控制效果。为了克服常规PID调节的不足,提高其性能,现在各大仪表公司及仪表生产厂,都在致力于新的控制算法开发和自整定技术的探究,下面以厦门宇光电子技术研究所开发研制的AI系列仪表为例,简述AI系列仪表中的人工智能控制算法和特点。

二、AI系列仪表中的人工智能控制算法

AI系列仪表中的人工智能控制算法,即对PID算法加以改进和保留,加入模糊控制算法规则,并对给定值的变化加入了前馈调节。在误差大时,运用模糊算法进行调节,以彻底消除PID饱和积分现象,如同熟练工人进行手动调节。当误差趋小时,采用改进后的PID算法控制输出。其控制参数采用被控对象特征描述方式。一组(MPT)参数即可同时确定PID参数和模糊控制参数。系统具有无超调和高控制精度等特点。针对不稳定的非线形复杂调节对象,表内设有自适应调节规则,可使系统进一步加快响应速度,改善控制品质。针对控制参数较难确定的现实,表内设有自整定专家系统,可使系统的控制参数确定简单,准确度提高,因此,自整定系统的引入,不仅使复杂劳动简化,节约了调试时间,而且提高了控制系统的调节品质。

1、PDI算法的改进

常规PID算法构成如下:

输出=比例作用(P)+积分作用(I)+微分作用(D)

在常规PID的控制系统中,减少超调和提高控制精度是难以两全其美的,这主要是积分作用有缺陷造成的。如果减少积分作用,则静差不易消除,有扰动时,消除误差速度变慢,而当加强积分作用时,又难以避免超调,这也是常规PID控制中经常遇到的难题。