智能PID调节器的设计及其应用
控制的发展与现状控制的发展与现状“智能控制”一词早在1967年Leondes和Mendel在他们的“人工智能控制”技术报告中正式使用。美籍华裔科学家傅京孙教授提出了智能控制系统的概念，公开指出了一个崭新的研究领域。智能控制系统具有拟人的智力，在环境条件变化时能自主地完成控制目标的自动控制系统，它和人工智能的发展紧密相联。智能控制是一门有着极为广泛的应用领域新兴的交叉前沿学科，智能控制是自动控制理论发展的必然趋势。智能是知识与智力的总和。其中知识是一切智能行为的基础，而智力是获取知识并运用知识求解问题的能力，是头脑中思维活动的具体体现。用来模拟延 伸和扩展人的智能的理论、方法、技术和应用系统的智能控制是有关于计算机科学方向的，它试图理解智力的本质，这样就能够制造出一种新的智能机器，这种机器能以人的智能一样的方式作出反应。在广义的被控对象或过程及其外界条件下，智能控制系统是这样一种系统，它结合控制理论的某些方法和技术，使用人工智能理论与技术和运筹学优化方法模仿人的智能, 实现自动控制的效果。也可以说，智能控制驱动智能机器实现其目标是自主的，是无需人的干涉的，这也也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域，是自动控制科学的最新发展。本文将介绍智能PID调节器的几种常见构成形式：
1、基于模糊控制的智能PID调节器
模糊控制是基于模糊集理论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理的计算机智能控制。模糊控制器知识库包括规则库和数据库，规则库是以模糊规则表的形式建立的，模糊控制规则是由模糊理论中的模糊条件语句描述的。将要输入模糊调节器清晰量和模糊量放进数据库中以模糊逻辑的方式构建推理机构。在PID控制中引进模糊控制，这就组成通常我们所说的模糊PID调节器。这种调节器的基本思想是，首先，建立模糊PID控制的形式，这种形式是以模糊控制规则为基础的。其次，通过对调节器的输入(误差和误差变化)模糊化得到模糊量，对PID调节器输出去模糊得到精确量，这样就构成了我们需要的模糊PID调节器。这种调节器也是线性形式的，但调节器参数不是一般的常数。与传统PID调节器控制相比，这种类型的PID调节器在控制高阶系统是有自己独特优势的，对非线性等复杂对象控制效果也较好。总的来说，模糊PID调节器的对象是十分广泛的，它基于传统PID进行了扩展，利用人的技术构成模糊规则，来优化PID参数。
2、基于神经网络的人工智能PID调节器
神经网络HD调节器优化PID调节器是以某些指标为基础，通过神经网络的自学习、自适应和非线性映射能力调整权值，使PID参数达到最佳。在这过程中被控对象结构，参数还有输入信号可能发生变化，但人工智能PID调节器也能够进行自身的调整，抗拒干扰。20世纪80年代末，J.moody和C.Darken提出了RBF神经网络，这种网络含有输入层，单隐层，输出层得前馈神经网络。这种网络模拟了人脑的神经网络结构，具有人脑局部调整的特点，因此RBF网络是一种局部逼近网络, 它可以以任意精度逼近任意连续函数。由于工业生产中往往具有非线性、时变不确定性，难以确定精确的数学模型，常规的PID调节器无法达到理想的控制效果。
3、基于遗传算法的智能PID控制器
1975年，美国Michigan大学J.Holland教授最先提出了遗传算法，现在遗传算法有了很大的发展。遗传算法是以生物进化论中的自然选择和遗传学为基础的,它寻优的过程是模拟自然进化过程这种算法有极强学习能力是一种全局优化算法, 这种算法简单、计算时间少，具有很强的鲁棒性，在解决的复杂性和非线性问题方面具有独特的优势。把PID调节器的比例, 微分，积分参数用相应的基因表示，适应度函数选择PID控制中的最优指标，利用遗传算法来优化PID调节器，寻找得到最佳的PID参数。这样就构成了遗传算法PID调节器。
昌晖仪表提出了一种新的智能PID调节器的设计方法，它仅需要被控对象的阶跃响应信息，利用专家系统实时调整PID调节器参数，实现有效的控制。设置的监督级保证对象特性测试及专家自整定的正常进行，并确保系统安全可靠运行。整个系统用高性能单片微机便可实现。温控器在电阻加热炉的温控过程获得了良好的控制效果。
作者：赵硕伟模糊
能熟练进行PID参数整定，将温度控制系统投自动，这代表着工程技术人员的自动化技能水平，但很多人并未真正掌握PID控制和PID参数整定，习惯于依赖温控器的自整定功能完成参数整定，但在串级温度控制等复杂过程控制时就束手无策。在本站“温控器”产品页面免费分享白志刚工程师编著的《自动调节系统解析与PID整定》一书，书中内容没有高深的理论公式，全是实战干货，理解了此书内容真谛，高中学历的仪表人也能整定PID参数，将PID控制弄透彻！对您有帮助，还是免费的，赶快去产品页面“温控器”免费领取这本书！
