模糊逻辑优化PID控制器参数的钛带卷连续酸洗活套高度控制方法

摘要

本发明涉及模糊逻辑优化PID控制器参数的钛带卷连续酸洗活套高度控制方法，属冶金工程控制领域。本发明先设计出钛板带连续酸洗活套高度的PID控制器；当对象过渡过程响应曲线稳定在控制精度范围内时，根据此时的P、I、D参数值得到模糊控制器的参数值，从而设计出模糊控制器。当活套高度在允许的误差精度范围之内，保持前一时刻模糊PID控制器参数的值不变，活套高度在精度范围之外，重新计算模糊控制器参数的值。本发明能够快速设计出模糊逻辑优化PID控制器的参数，充分利用传统PID控制器已经具有非常成熟的参数调整方法，简化了模糊逻辑优化PID控制器设计的复杂性，可实现钛板带在连续酸洗过程中活套高度的精确控制。

主权项

模糊逻辑优化PID控制器参数的钛带卷连续酸洗活套高度控制方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：Step1、首先设计一个钛板带连续酸洗活套高度PID控制器，并用Ziegler‑Nichols方法调整PID控制器的P、I、D参数，分别得到PID控制器的比例增益K_p、积分增益K_i和微分增益K_d，再计算出增量式离散型PID控制器的各项系数其中，分别是增量式离散型PID控制器的当前采样时刻的增益系数、前第1采样时刻的增益系数、前第2采样时刻的增益系数；Step2、建立模糊自适应PID控制器，获取模糊自适应PID控制器的四个参数K_e、K_de、K_PI、K_PD的值；该控制器由两部分组成：一是传统的PID控制器，用于直接对被控对象进行负反馈控制，并实现P、I、D三个参数的在线整定；二是模糊逻辑优化PID控制器，该模糊逻辑优化PID控制器分别由PI型模糊控制器和PD型模糊控制器构成，二者均采用两输入单输出，每个输入变量有“正”和“负”两个模糊值，输出变量有“正”、“负”和“零”三个模糊值；其中，K_e、K_de、K_PI、K_PD分别表示活套输出高度与期望值的偏差变化率、偏差变化加速度、PI型模糊控制器的输出增益、PI型模糊控制器的输出增益；Step3、自适应、实时控制；经过Step1与Step2后，得到稳态条件下的模糊自适应PID控制器的四个参数值，保证了其稳态时与PID控制器性能相同，接下来再根据闭环系统的响应曲线微调四个参数以达到期望的性能；首先观察模糊自适应PID控制器的闭环响应曲线，估计其超调量，根据超调量的大小反复对进行调整，如此微调控制器参数，直到闭环系统的响应曲线达到期望性能；如果在活套高度的误差范围之外，循环进行步骤Step1～Step2，如果在误差范围内，保持前一时刻的模糊自适应PID控制器参数的值不变；其中，分别表示增量式模糊自适应PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益。