基于dSPACE的智能PID控制方法應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)的高速發(fā)展，實(shí)時(shí)在線實(shí)物或半實(shí)物仿真技術(shù)逐漸成為各種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)或控制器開(kāi)發(fā)的重要手段。面對(duì)復(fù)雜的控制系統(tǒng)對(duì)象，為了提高控制方法的研究效率，快速解決在控制方法研究時(shí)遇到的問(wèn)題，需要搭建一套可靠的半實(shí)物控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)在線生成代碼、下載調(diào)試及系統(tǒng)仿真，從而實(shí)現(xiàn)控制方法及控制器的高效、快速研究與開(kāi)發(fā)。
　　本文設(shè)計(jì)了基于 dSPACE的實(shí)時(shí)半實(shí)物仿真平臺(tái)，該平臺(tái)可以完成控制器快速原型設(shè)計(jì)與測(cè)試，通過(guò)與

2、MATLAB/Simulink完全無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線控制方法的研究。本文基于該平臺(tái)對(duì)智能PID控制方法的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　首先，介紹了基于 dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，包括硬件部分：基于 dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)的電加熱爐溫度控制及電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)；軟件部分：將控制系統(tǒng)由 Matlab/Simulink框圖模型轉(zhuǎn)換為 C語(yǔ)言下載到dSPACE主板中的方法、ControlDesk實(shí)時(shí)在線調(diào)試及GUI

3、設(shè)計(jì)系統(tǒng)上位機(jī)界面。
　　其次，本文詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)PID控制、遺傳算法優(yōu)化的PID控制及單神經(jīng)元自適應(yīng) PID控制的原理，并針對(duì)過(guò)程控制中典型電加熱爐的溫度及運(yùn)動(dòng)控制中永磁直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的優(yōu)化分別設(shè)計(jì)了三種控制器，旨在利用 dSPACE半實(shí)物仿真控制平臺(tái)，快速高效地解決溫度參數(shù)與速度參數(shù)的控制問(wèn)題。
　　最后，本文將傳統(tǒng)PID、遺傳算法優(yōu)化PID及單神經(jīng)元自適應(yīng)PID方法，應(yīng)用于過(guò)程控制中典型電加熱爐溫度及運(yùn)動(dòng)控制中永磁直流電

4、機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，分別進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，以及基于 dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)。上述三種算法的應(yīng)用研究結(jié)果表明，本文所研究的智能PID方法相比于傳統(tǒng)PID均可以大大縮短獲得最佳控制的周期，既具有傳統(tǒng) PID結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，也具備智能方法的優(yōu)化、自學(xué)習(xí)等優(yōu)質(zhì)特征；所獲得的最佳控制效果較傳統(tǒng) PID方法具有超調(diào)量小，調(diào)節(jié)時(shí)間短，穩(wěn)態(tài)誤差幾乎為零的優(yōu)勢(shì)；基于 dSPACE的半實(shí)物仿真平臺(tái)可以提供可靠的硬件系統(tǒng)，使得控制方法的研究過(guò)