第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共6页时间延迟过程的PID补偿控制1998-2002年：一项调查摘要时间延迟可以被定义为有一个系统中一个事件从这个点开始到另一个点结束之间所造成的时间间隔。延迟也广泛存在于运输迟缓或死区时间，他们出现在物理，化学，生物和经济生活中，以及在过程测量和计算中。时间延迟过程的补偿方法大致可分成比例、积分、微分（PID）为基础的控制器，该控制器的参数可根据该控制器的结构调整以及优化，得以在该控制器中以最优化的形式适应过程模型的结构和参数。本文的目的是总结在1998-2002年五年间的杂志岀版物中涉及到的用于延迟过程中的PID控制器的发展、调整、执行的本质。该文件将提供一个以前文章中可能没有出现过的框架。引言现状表示在产业中PID控制器的使用无处不在，例如，在过程控制应用中有超过95％的控制器是PID型（Astrom和赫格伦1995年）。尽管在过去40年中可替代的控制算法开发有所进步，但事实是PID控制器已广泛应用于工业差不多60年来，他们越来越受欢迎，例如，根据记录在2000年有83家涉及PID控制器控制延迟过程的出版物（德怀尔2003年a）。然而，安德（1993）认为，在大量的被控过程的数以千计的控制闭环中，超过30％的控制器在手动模式下运行和65％在自动模式下运行,但自动运行产生较多的延时（即自动控制器是很不谐调的），考虑到各个文章中信息对于确定控制器参数值，这是非常明显的。表1很好的证明了这点。由于篇幅的考虑，本文将大体介绍连续时间的PID补偿，这是自1998年提出的，系统为具有时间延迟的单输入单输出流程。PID控制器，以各种各样控制器结构可用于连续或离散的时间。理想的连续时间PID控制器用拉普拉斯形式可如下表示Ck=比例增益，Ti=积分时间常数Td=微分时间常数。如果Ti=无穷和Td=0（即P控制），那么闭环测量值会始终低于预期值这是因为被控对象没有积分环节，但是对于要保持持续稳定的测量值，比预期值低是一个有益的偏差。积分环节的引用促进了测量值和设定值之间的相等，这是由于误差的积累增大了控制器的输出。引进微分环节意味设定值的变化可以预期，因此适当的调整可能会提前加入到实际变化中。因此，在简单的层面来讲，PID控制器的输出是来自现在，过去和未来的控制。在许多情况下，延迟过程下的PID控制器设计是基于最初的用于无延迟程序控制器的设计方法。不过，普遍认为PID控制器不适合延迟控制。有人建议，将PID实施于低到中等的时间常数、有小滞后时间的过程控制，同时参数设置必须用调整规则。PI或PID控制器参数规则2、1迭代法适当的补偿参数的选择可以通过实验方法得到，例如通过手动调整。然而，这种做法是费时而且被控对象通常是要达到其稳定极限。另外，图形分析方法无论是在时间或频域都可对控制器进行第2页共6页第1页共6页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共6页调整。时域的设计是通过使用根轨迹图，但是，延迟过程将设定为二阶模型。频域设计典型的做法是通过波特图实现所需的相位裕度。迭代法可以为控制器的设计提供了一个较为理想的近似值参数。2、2Z-N调整规则反应过程曲线调整规则是基于用开环阶跃响应确定了出模型再来计算控制器的参数。这种方法最初是由齐格勒建议和尼科尔斯（1942）提出的，他们提出单变量模型：一阶滞后加延迟（FOLPD）模型，使用切点法估计模型参数,并为P，PI和PID控制器参数整定作了相关定义。还有其他反应曲线调整规则，有时以图形形式，来控制FOLPD过程模型（Shinskey2001）或一个完整的加延迟（IPD）的模型（Hay1998年）。该这种调整的战略优势是，只需要单一的实验测试，不会发生错误，控制器参数很容易计算；但是，它是难以计算准确的参数以及精减的过程模型，在测试过程中可能会出现较大的负载变化继而导致测试结果误差很大，并且要达到一个很好的信号信噪比可能需要一个大的阶跃输入。性能（或优化）的标准，如在一个闭环系统中绝对误差最小值的积分，可以用来确定一组控制参数值。调整规则，有时用图形形式，已经用来优化调整器响应或伺服响应，用于补偿单输入单输出的被控对...
