關于PID系列儀表的人工智能控制算法
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P為速率參數
P與每個控制周期內儀表輸出變化100%時測量值對應變化的大小成反比，其數值定義如下：
P=100÷每秒鐘被控參數的變化值，單位是℃或10個定義單位(線形輸入時)。
例如電爐溫度控制，如果儀表以100%功率加熱，并假設沒有散熱，電爐每秒升高1℃時，則P=100÷1=100
在實際應用時，因為沒有散熱的前提條件是無法滿足的，所以，用人工的方式確定P的最佳值是不可能的，因此，一般利用自整定方法確定P的最佳值，P值對調節(jié)中的比例和微分均有作用。P值越大，比例、微分作用成正比增加，而P值越小，比例、微分作用相應減弱。P參數與積分作用無關。
T為滯后時間參數
T定義為某電爐以某功率開始升溫，當其升溫速率達到最大值的63.5%時所需要的時間，T值單位是秒(s)。引入參數T并正確設置時可以完全解決溫度控制的超調現象及振蕩現象，同時使控制響應速度最佳。
T值的變化，可對調節(jié)作用中的比例和微分起作用，T值越小，比例作用越強，微分作用越弱。T值越大，則比例作用減弱，微分作用增強。如果T≤CT1(控制周期)，則微分作用被完全取消，這時，系統(tǒng)的調節(jié)規(guī)律將成為比例或比例積分調節(jié)規(guī)律。
自適應功能
對于許多復雜的調節(jié)對象，例如電爐溫度控制中的電網電壓變化、外界干擾因素和工作環(huán)境多變等，針對有嚴重非線形的控制對象，國外儀表公司也推出了不少對策和方法。例如，日本導電公司生產的儀表中，采用了多組算法；歐陸和歐姆龍儀表中采用了自適應功能；KMM智能調節(jié)儀表中采用了折線模塊來適應系統(tǒng)的非線性；還有的儀表公司在儀表中采用辯識方法來提高儀表在非線性系統(tǒng)中的調節(jié)質量。
在系列儀表中，針對有嚴重中非線性的控制對象，選擇了自適應方式來解決。其改進的特點是：當控制偏差大于估計的誤差時，自適應系統(tǒng)不是修改MPT參數(國外儀表的自適應功能是修改控制參數)，而是修改輸出值來降低誤差。雖然修改范圍有限，但不會出現將原來正確控制參數改錯的現象，使響應速度加快，使控制精度大大提高。
模糊控制技術
所謂模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量以及模糊邏輯推理為基礎的一種計算機智能化數字控制方法。該方法無需建立對象的精確數學模型，并且具有適應性好，算法簡易實現和容易操作等特點。
在控制誤差很大時，用公式調節(jié)輸出沒有太大意義，相反容易帶來積分飽和一類的問題，即使使用MPT算法，如果控制參數設置不準，也可能出現積分飽和或過積分的現象。所以，儀表引入模糊控制規(guī)則確定輸出，將取得理想的控制效果。在誤差較大時，儀表的PID算法沒有啟動，因此，儀表中的人工智能算法能夠獲得更為平滑的控制曲線。
專家自整定系統(tǒng)
由上面可知，系列儀表中的人工智能控制算法，已將常規(guī)的PID控制參數改成MPT參數，為了方便操作人員確定MPT參數，引入了一套自整定專家系統(tǒng)。由于MPT參數是面向被控對象進行描述的，所以，其自適應及自整定都比常規(guī)的PID參數來的簡單，并且準確。一般情況下，如果自整定操作正確，成功率幾乎為100%。
自整定過程是采用位式控制來進行系統(tǒng)調節(jié)的，系統(tǒng)振蕩后，根據其周期確定滯后時間參數T，根據振蕩幅度，可確定速率參數P。參數M一般不易直接確定，對于溫度，一般假設其零輸出時測量值為25℃，根據振蕩時輸出值可確定出參數M。對于線性輸入，以其刻度范圍作為M值?？梢姡瑓礟和T可以通過自整定獲得最佳值，而參數M只能是大致的。另外，如果系統(tǒng)的速率參數或滯后時間很長時，自整定也可能加大控制周期(CT1)值，以使系統(tǒng)符合實際的控制對象要求。系列儀表中引入專家自整定系統(tǒng)后，不僅降低了操作人員的勞動強度，方便了操作，而且進一步提高了控制系統(tǒng)的控制質量。
使用價值
系列儀表與同類進口儀表價格相差2～3倍，其性能并不遜色國外儀表。即使同國內同類儀表相比其價格與性能也有很大優(yōu)勢。筆者第一次用該系列儀表是1997年為哈爾濱電機股份有限公司多種事業(yè)部兩臺砂輪片燒結爐。該爐為硅碳棒電加熱爐，要求按工藝曲線程序控制，控溫精度±5℃，采用蘇州特種變壓器廠生產的TSH—100/0.5磁性調壓器及控制系統(tǒng)。廠家選用控溫儀表基于國外產品，為了降低費用，決定用系列儀表替代，該儀表為30段程序智能控制，當時售價僅1500元/臺。第一次運行時，啟用自整定功能，便較快的找到了最佳的MPT參數，保溫時控制精度達到±1℃。理想的控制效果使得在以后儀表的選用時對系列儀表情有獨鐘。現在該類儀表在功能上又進一步，其型號也略有改變。分簡易、智能型兩大類，智能型儀表不僅具有故障自檢和參數鎖定功能，而且選用了高抗干擾和高可靠性結構，所以，系統(tǒng)出現故障時，能及時查出故障，予以排除，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。(end)
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