自整定控制器的设计和应用

随着计算机技术、人工智能、专家系统技术的发展，自整定控制器发展相当迅速。目前许多集散控制系统具有自整定控制器的功能，并采用多种方法实现PID参数自整定。

美国FOXBORO公司的EXACT自整定控制器的主要原理是：通过对系统误差的模式识别，分别识别出过程响应曲线的超调量、衰减比、振荡周期等，然后与所期望曲线形状比较，在线调整PID参数，直至过程的响应曲线被调整成为某种指标下的最优曲线。

当测量值与设定值间的偏差小于预先设定的噪声带的二倍时，被自整定控制器认为是静止状态，超过静止状态值时才启动。启动后开始测量第一、二、三个峰值，并用超调量、衰减比、积分时间/周期、微分时间/周期等来表征响应曲线，在满足衰减比和超调量要求的条件下，达到最优参数整定。

Honeywell公司TDC 3000 SCC系统中的自整定控制器采用临界比例度法，其原理框图如图2-23所示。

利用非线性环节N（x）产生临界振荡，由观测器测试极限环振幅和振荡周期，再根据有关公式计算临界灵敏度和振荡周期，最后由校正器按预定的指标整定计算控制器参数。

YEWSERIES-80的专家自整定控制器的框图如图2-24所示。在知识库内存有典型的响应曲线；各类控制目标：超调量为零、ISE最小、IAE最小、IAT最小等；还有可选用的100多种的整定规律。通过判断测量信号的波形与目标整定的波形的一致程度来决定是否要重新整定。如要重新整定，则控制器根据观测到的响应特性选择适当的PID整定规律，进行自整定以满足要求。(www.xing528.com)

图2-23 自整定控制器原理框图

图2-24 专家自整定控制器的框图