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介紹柴油發電機組調速方法
1面向Simulink數字調速系統框圖
在建立了柴油發電機組調速系統的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規PID控制,變速積分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的調速系統框圖。
?。保背R嶱ID控制
首先看常規PID控制,下面是它的系統仿真框圖,這是常規采用的PID控制系統圖,通過對真實控制系統繪制仿真框圖,觀察采用常規PID控制效果。
?。保膊煌耆⒎諴ID控制
下面是不完全微分PID控制系統仿真框圖,圖2不完全微分PID控制系統仿真框圖這是在常規PID基礎上進行了不完全微分,這是用來改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
?。保匙兯俣确e分PID控制
下面是變速度積分PID控制系統仿真框圖。
?。保茨:齈ID控制
自適應模糊PID控制是將自適應控制的思想和常規PID控制器結合,吸收了自適應控制和常規PID控制的優點。首先它具備自適應能力,能夠自動識辨被控過程參數、本地自動整定控制參數,能夠適應被控過程模型參數的變化;其次它又具有常規PID控制器結構簡單、本地魯棒性強、本地可靠性高的優點。這使得自適應PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法。
如果用模糊控制箱設計出模糊控制器,再在Simulink中建立系統仿真模型,把模糊控制器模塊和我們設計的FIS結構連接起來,就可以對它進行仿真研究了,系統仿真框圖的建立關鍵是對PID三個參數Kp,Ki,Kd的整定,這必須考慮到不同時刻三個參數的相互作用和它們之間的關系。
下面從系統的穩定性、本地響應速度、本地超調量和穩態精度等各方面來考慮Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊規則表。
(1)比例系數Kp的作用是加快系統的響應速度,提高系統的調節精度。Kp越大,系統的響應速度越快,系統的調節精度越高,但容易產生超調,可能會導致系統不穩定。Kp取值過小,會降低調節精度,使響應速度變慢,延長調節時間,使系統動態和靜態特征變壞。
?。ǎ玻┓e分作用系數Ki的作用是系統的穩態誤差。Ki越大,系統的靜態誤差越快,但Ki過大,在響應過程的初期會產生積分飽和現象,從而引起響應過程的較大超調。但Ki過小會使系統的靜態誤差難以,影響系統的調節精度。
(3)微分的作用系數Kd的作用是改善系統的動態特征,其主要作用是在響應過程中抑制偏差向任何方向的變化,對偏差變化進行提前預報。但Kd過大,會使響應過程提前制動,延長了調節時間,而且會降低系統的抗干擾性能。下面是進行模糊控制PID控制的系統仿真框圖。
?。矊ο到y進行仿真研究
建立了系統的仿真框圖后,就可以對系統進行仿真研究,就可以比較采用常規PID控制和變積分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自適應PID控制的比較,并具體分析我們采用的模糊控制系統仿真框圖自適應控制時的仿真效果。對系統進行仿真有助于我們對柴油發電機組調速系統的快速理解,并初步地分析出我們需要的控制參數,對系統的研究有積極作用。
系統仿真圖通過MATLAB中的模糊控制箱實現,同時根據自己控制系統的具體特點和要求來建立的,基本可以反應控制系統的基本情況,可以起到很好的仿真模擬作用。
首先,比較常規PID控制和變積分PID控制,變速積分PID通過改變積分項的累加速度,使得它和偏差大小相適應,偏差大的時候,積分慢;偏差小時,積分快,這就可以減少超調,同時更好地靜差。
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