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預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制

預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制

出版社：清華大學(xué)出版社出版時(shí)間：2024-06-01
開本： 16開 頁數(shù)： 264
本類榜單：教材銷量榜
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預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制 版權(quán)信息

預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制 本書特色

本書是一本控制理論與控制工程領(lǐng)域的書籍，其內(nèi)容是作者多年來的獨(dú)立研究成果。本書介紹了一種基于預(yù)期動(dòng)態(tài)方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器動(dòng)態(tài)性能和解決參數(shù)整定問題。該方法以預(yù)期動(dòng)態(tài)響應(yīng)為基準(zhǔn)進(jìn)行PID控制器參數(shù)整定，顯著提升了控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，并簡化了控制器整定流程。書中詳細(xì)論述了預(yù)期動(dòng)態(tài)整定方法的原理和操作流程，給出了許多標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)仿真算例，并通過小型實(shí)驗(yàn)和大型工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。此外，書中還介紹了針對(duì)單變量、多變量和分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的PID參數(shù)整定，并提出了預(yù)期動(dòng)態(tài)和模型預(yù)測的復(fù)合控制方法。

預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制 內(nèi)容簡介

本書源自作者多年來在控制理論與控制工程領(lǐng)域的獨(dú)立研究成果。本書介紹了一種基于預(yù)期動(dòng)態(tài)方程的PID控制器整定方法，旨在改良PID控制器動(dòng)態(tài)性能和解決參數(shù)整定問題。該方法以預(yù)期動(dòng)態(tài)響應(yīng)為基準(zhǔn)進(jìn)行PID控制器參數(shù)整定，顯著提升了控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，并簡化了控制器整定流程。書中詳細(xì)論述了預(yù)期動(dòng)態(tài)整定方法的原理和操作流程，給出了許多標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)仿真算例，并通過小型實(shí)驗(yàn)和大型工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。此外，書中還介紹了針對(duì)單變量、多變量和分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的PID參數(shù)整定，并提出了預(yù)期動(dòng)態(tài)和模型預(yù)測的復(fù)合控制方法。
本書對(duì)于從事PID控制器設(shè)計(jì)和整定的研究人員和工程師具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值，特別適用于大型工業(yè)系統(tǒng)控制的應(yīng)用場景。

預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制 目錄

第1章緒論1
1.1熱力系統(tǒng)控制研究現(xiàn)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(fù)合PID控制器整定方法6
1.2.4小結(jié)7
1.3蒙德福瑞控制思想7
1.4預(yù)期動(dòng)態(tài)PID控制9
1.4.1基本原理9
1.4.2研究現(xiàn)狀12
1.5本書主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)14
參考文獻(xiàn)15 第2章單變量控制系統(tǒng)參數(shù)整定24
2.1引言25
2.2問題描述25
2.3參數(shù)穩(wěn)定域27
2.3.1開環(huán)D分割法27
2.3.2DDEPI的參數(shù)穩(wěn)定域計(jì)算原理28
2.3.3DDEPID的參數(shù)穩(wěn)定域計(jì)算原理30
2.3.4參數(shù)穩(wěn)定域計(jì)算仿真算例32
2.4性能魯棒性評(píng)價(jià)33
2.5參數(shù)整定步驟33
2.6仿真研究34
2.6.1典型過程控制對(duì)象34
2.6.2線性傳熱系統(tǒng)溫度控制37
2.6.3循環(huán)流化床鍋爐的床溫控制39
2.7本章小結(jié)42
參考文獻(xiàn)42〖1〗〖1〗〖2〗預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制〖1〗目錄〖2〗第3章多變量控制系統(tǒng)參數(shù)整定44
3.1引言45
3.2問題描述45
3.3控制器設(shè)計(jì)方法47
3.3.1預(yù)期特性方程選取47
3.3.2分散DDEPID控制器參數(shù)整定步驟49
3.4典型多變量系統(tǒng)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(tǒng)參數(shù)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(tǒng)參數(shù)整定87
3.6.1K.H.Johansson標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)92
3.7.1Feedback雙容水箱實(shí)驗(yàn)裝置介紹93
3.7.2雙容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)94
3.8本章小結(jié)97
參考文獻(xiàn)98 第4章分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng)參數(shù)整定101
4.1引言102
4.2分?jǐn)?shù)階微分方程與分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)102
4.2.1分?jǐn)?shù)階微積分定義102
4.2.2分?jǐn)?shù)階微分方程及分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)描述103
4.3分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng)103
4.4仿真研究104
4.4.1典型分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)104
4.4.2完全相同的DDEPID控制10個(gè)不同的分?jǐn)?shù)階模型108
4.4.3分?jǐn)?shù)階永磁同步電機(jī)模型113
4.5本章小結(jié)115
參考文獻(xiàn)115 第5章基于過程響應(yīng)的預(yù)期動(dòng)態(tài)選擇研究117
5.1引言118
5.2問題描述118
5.3參數(shù)變化對(duì)控制效果的影響119
5.4基于過程響應(yīng)的預(yù)期動(dòng)態(tài)選擇122
5.4.1參數(shù)初始化122
5.4.2精確跟蹤預(yù)期動(dòng)態(tài)響應(yīng)的判定條件124
5.4.3預(yù)期動(dòng)態(tài)選擇125
5.5仿真研究129
5.5.1預(yù)期動(dòng)態(tài)的極限129
5.5.2控制效果對(duì)比133
5.6實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證140
5.6.1控制效果對(duì)比140
5.6.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果140
5.7現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證146
5.7.1過程描述146
5.7.2試驗(yàn)結(jié)果147
5.8本章小結(jié)153
參考文獻(xiàn)153 第6章基于前饋補(bǔ)償?shù)念A(yù)期動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)與研究155
6.1引言156
6.2問題描述157
6.3基于前饋補(bǔ)償?shù)念A(yù)期動(dòng)態(tài)控制160
6.4參數(shù)整定161
6.5仿真研究162
6.5.1跟蹤與抗擾分離調(diào)試162
6.5.2控制效果對(duì)比165
6.6實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證171
6.6.1水箱水位控制171
6.6.2燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速控制173
6.7現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證176
6.8本章小結(jié)178
參考文獻(xiàn)178 第7章基于預(yù)期動(dòng)態(tài)的模型預(yù)測復(fù)合控制設(shè)計(jì)與研究181
7.1引言182
7.2問題描述182
7.3基于預(yù)期動(dòng)態(tài)的模型預(yù)測復(fù)合控制184
7.3.1設(shè)計(jì)思路184
7.3.2設(shè)計(jì)原理185
7.4參數(shù)整定186
7.5仿真研究187
7.5.1傳遞函數(shù)模型188
7.5.2FBC機(jī)組非線性模型191
7.6現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證201
7.6.1過程描述201
7.6.2過程描述202
7.7本章小結(jié)207
參考文獻(xiàn)207 第8章高階無自衡系統(tǒng)的預(yù)期動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)與研究209
8.1引言210
8.2問題描述210
8.3廣義預(yù)期動(dòng)態(tài)PID控制設(shè)計(jì)211
8.3.1基本原理211
8.3.2廣義微分器的定義與性質(zhì)212
8.4參數(shù)穩(wěn)定域分析215
8.5參數(shù)整定217
8.6仿真研究218
8.6.1高階純積分系統(tǒng)218
8.6.2高階RHP極點(diǎn)系統(tǒng)221
8.6.3四質(zhì)量彈簧動(dòng)力系統(tǒng)225
8.7實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證230
8.7.1實(shí)驗(yàn)裝置與過程描述230
8.7.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果231
8.8本章小結(jié)232
參考文獻(xiàn)232 第9章總結(jié)與展望234
9.1內(nèi)容總結(jié)235
9.2需進(jìn)一步開展的工作236附錄A預(yù)期動(dòng)態(tài)法與概率魯棒法的PID整定對(duì)比237
A.1魯棒設(shè)計(jì)PID概述238
A.2PR方法研究進(jìn)展238
A.3單變量系統(tǒng)仿真對(duì)比研究239
A.3.1單變量系統(tǒng)的PRPID設(shè)計(jì)方法240
A.3.2仿真結(jié)果241
A.4多變量系統(tǒng)仿真對(duì)比研究244
A.4.1多變量系統(tǒng)的PRPID設(shè)計(jì)方法244
A.4.2仿真結(jié)果245
A.5小結(jié)249
參考文獻(xiàn)250
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預(yù)期動(dòng)態(tài)的PID控制 作者簡介

李東海，清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系副教授，博士生導(dǎo)師。1994年獲清華大學(xué)控制理論博士學(xué)位，曾在韓國首爾國立大學(xué)和香港科技大學(xué)訪學(xué)。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(dǎo)博士生與協(xié)作單位技術(shù)人員完成了一系列熱力過程ADRC試驗(yàn)，在多個(gè)大型火電廠獲得成功應(yīng)用。在Automatica、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Control Engineering Practice、ISA Transactions、Applied Energy等刊物發(fā)表論文多篇，申請(qǐng)了16項(xiàng)發(fā)明專利。主持國家自然科學(xué)基金、參加重大課題和企業(yè)課題共40項(xiàng)。指導(dǎo)碩士生30名，博士生14名，博士后7名，本科生15名，訪問學(xué)者2名。 史耕金，中國電力國際發(fā)展有限公司科技信息與新興產(chǎn)業(yè)中心經(jīng)理，工程師。2023年4月畢業(yè)于清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)，獲工學(xué)博土學(xué)位。研究方向?yàn)镻ID控制、自抗擾控制、大型熱力系統(tǒng)控制等，曾在ISA Transactions、International Journal of Robust and Nonlinear Control等期刊上發(fā)表10余篇論文，獲授權(quán)3項(xiàng)發(fā)明專利。 王維杰，女，工學(xué)碩士。2009年7月畢業(yè)于清華大學(xué)熱能工程系動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)，F(xiàn)就職于ABB公司，擔(dān)任主管工程師及項(xiàng)目經(jīng)理等職，從事能源行業(yè)過程控制及自動(dòng)化工程工作多年。 劉韶杰，清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)博士生，研究方向?yàn)樽钥箶_控制、能源動(dòng)力系統(tǒng)控制與優(yōu)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(fā)表多篇論文，獲授權(quán)多項(xiàng)發(fā)明專利。

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