MFA與PID控制的比較
2013/11/25 14:11:10
PID控制
許多工業過程都處于手動控制狀態或者仍然使用具有60多年歷史的PID(比例-積分-微分)控制器。PID是一種簡單易懂的通用型控制器,適用于控制簡單的過程。但是,PID有其局限性:
1. PID能控制基本線性的系統和定常系統,但不能有效地控制那些非線性、時變、耦合、時滯,干擾大和不確定因素多的復雜過程。燃燒和操作條件變化的工業過程屬于復雜過程,用PID控制很難達到滿意的效果。
2. 控制一個過程對象前必須要整定好PID的參數,包括比例增益Kp,積分時間Ti和微分時間Td。如果由于燃料發生了變化或負荷變化而引起過程動態特性的改變,就需要重新整定PID的各個參數。整定PID的參數通常是一件令人頭痛的事,而且非常耗時。
3. PID是一種固定參數的控制器,這樣的控制器并不能作為一個理想的控制系統的核心。
自整定PID
自整定和自調節PID就是為了處理PID參數整定問題而開發出來的。這些特殊的PID能很好的應用于一些場合,但是它們仍然存在著一些問題。
對于基于模型的自整定PID來說,建立和保持過程模型是一大挑戰。由于需要經常給過程施加額外的激勵信號,這就給生產過程引入擾動,因此操作人員很難自己作出決定是否要調整基于模型的自整定PID的參數。
對于基于規則的自整定PID,很難區別由負載干擾引起的影響和過程動態特性變化引起的影響,因此受到干擾的影響控制器會產生超調,產生一個不必要的調節過程。另外,由于基于規則的系統沒有成熟的穩定性判據,因此參數整定的可靠程度任可能會存在問題。
最重要的是,PID控制器不能控制復雜過程,無論怎么調參都沒用。因此,自整定或自調節PID不是最理想控制器。
MFA與PID控制的比較
與PID相比,MFA有非常出色自適應能力。從MFA(上方)和PID(下方)控制效果的比較中,可以看出當過程動態特性發生變化的時候,MFA是如何產生自適應控制作用的。
控制同一個不穩定的對象,PID控制的過程依然是不停的振蕩,而MFA能很快的適應對象,取得很好的控制效果。當設定值再次變化的時候,MFA再也不會出現振蕩。
如果兩個控制器都控制一個遲緩的過程,MFA將比PID控制的更快更好。
許多工業過程都處于手動控制狀態或者仍然使用具有60多年歷史的PID(比例-積分-微分)控制器。PID是一種簡單易懂的通用型控制器,適用于控制簡單的過程。但是,PID有其局限性:
1. PID能控制基本線性的系統和定常系統,但不能有效地控制那些非線性、時變、耦合、時滯,干擾大和不確定因素多的復雜過程。燃燒和操作條件變化的工業過程屬于復雜過程,用PID控制很難達到滿意的效果。
2. 控制一個過程對象前必須要整定好PID的參數,包括比例增益Kp,積分時間Ti和微分時間Td。如果由于燃料發生了變化或負荷變化而引起過程動態特性的改變,就需要重新整定PID的各個參數。整定PID的參數通常是一件令人頭痛的事,而且非常耗時。
3. PID是一種固定參數的控制器,這樣的控制器并不能作為一個理想的控制系統的核心。
自整定PID
自整定和自調節PID就是為了處理PID參數整定問題而開發出來的。這些特殊的PID能很好的應用于一些場合,但是它們仍然存在著一些問題。
對于基于模型的自整定PID來說,建立和保持過程模型是一大挑戰。由于需要經常給過程施加額外的激勵信號,這就給生產過程引入擾動,因此操作人員很難自己作出決定是否要調整基于模型的自整定PID的參數。
對于基于規則的自整定PID,很難區別由負載干擾引起的影響和過程動態特性變化引起的影響,因此受到干擾的影響控制器會產生超調,產生一個不必要的調節過程。另外,由于基于規則的系統沒有成熟的穩定性判據,因此參數整定的可靠程度任可能會存在問題。
最重要的是,PID控制器不能控制復雜過程,無論怎么調參都沒用。因此,自整定或自調節PID不是最理想控制器。
MFA與PID控制的比較
與PID相比,MFA有非常出色自適應能力。從MFA(上方)和PID(下方)控制效果的比較中,可以看出當過程動態特性發生變化的時候,MFA是如何產生自適應控制作用的。
控制同一個不穩定的對象,PID控制的過程依然是不停的振蕩,而MFA能很快的適應對象,取得很好的控制效果。當設定值再次變化的時候,MFA再也不會出現振蕩。
如果兩個控制器都控制一個遲緩的過程,MFA將比PID控制的更快更好。
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