本文详细介绍了ADRC(自抗扰控制)的基本原理、结构及其在实际应用中的操作方法。ADRC作为PID控制的升级版,通过TD(跟踪微分器)、ESO(扩张状态观测器)和NLSEF(非线性控制律)三个核心组件,保留了PID的优点并改良了其缺点。文章重点解析了各组件的作用及数学公式,并提供了C语言实现的ADRC程序代码。此外,还详细说明了11个参数的整定方法,包括TD、ESO和NLSEF的参数调整步骤及注意事项。作者结合自身在电机闭环控制中的实践经验,分享了参数整定的技巧和效果验证方法,为读者提供了实用的操作指南。 ADRC,即自抗扰控制技术,是一种先进的控制策略,它对传统的PID控制进行了扩展和优化。ADRC的核心在于融合了跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈(NLSEF)三个主要组成部分。这种控制技术能够有效应对系统的不确定性和外部干扰,使得系统具有更好的鲁棒性和适应性。 在跟踪微分器(TD)方面,它负责提取信号的快速变化部分,同时保留原始信号的平滑特性。通过合理的设计TD,可以确保控制过程中的快速响应和准确跟踪。扩张状态观测器(ESO)则用于观测系统中未建模动态和干扰的实时状态,通过状态反馈机制,ESO能够有效地补偿系统中的未知动态和干扰,从而提供一个接近真实动态的估计。非线性状态误差反馈(NLSEF)则根据系统的误差和ESO的观测值,生成控制量,实现对系统状态的精确控制。 ADRC通过这三个组件的协同工作,不仅继承了PID控制的简洁性和直观性,还大大提升了控制系统的抗干扰能力和适应性。在实际应用中,如电机闭环控制领域,ADRC表现出了优异的性能,通过精确的参数整定,可以实现对电机的高速准确控制。 文章中还详细提供了ADRC的C语言实现代码,这为实际操作提供了极大的便利。作者不仅在代码层面提供了完整的实现,更在理论和实践中深入解析了各组件的作用及其实现的数学原理。特别是对于ADRC的11个参数,作者详细阐述了其整定方法和过程,这包括了TD、ESO和NLSEF参数的调整步骤和注意事项。此外,作者结合自己在电机闭环控制中的实践经验,分享了参数整定的技巧和验证方法,为读者提供了极富价值的操作指南。 自动控制领域中,ADRC自抗扰控制技术的应用不仅限于电机控制,其在航空航天、工业过程控制、汽车电子以及智能机器人等众多领域都有着广泛的应用前景。随着自动化技术的不断发展,ADRC技术作为处理复杂动态系统的重要手段,其研究和应用将会更加深入。
2026-01-27 21:38:27 12KB 自动控制 ADRC PID控制 算法实现
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基于PID优化和矢量控制装置的四旋翼无人机附MatlabSimulink.docx
2026-01-25 12:07:40 422KB
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pid学习使用
2026-01-18 16:45:34 284KB
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在当今自动化控制领域,液位PID控制系统的应用极为广泛,而利用PLC(可编程逻辑控制器)和组态王软件相结合,可以设计出性能稳定、操作简便的液位控制系统。PLC作为控制核心,能够实现对各种液体介质的精确控制,其稳定性和可靠性被广泛认可。组态王作为一种组态软件,它提供了丰富的人机界面设计工具,使操作者可以通过图形化界面直观地监控和管理生产过程。 液位PID控制系统通常由多个部分组成,包括控制对象(例如水箱)、传感器、执行机构以及控制单元。在设计一个水箱液位控制系统时,首先要对系统构成有清晰的认识。系统构成部分详细阐述了整个控制系统的组成元素和它们之间的关系,包括电源控制屏、传感器、变频调速器和PLC可编程控制器等。 水箱液位控制系统的工作原理主要依赖于传感器对液位的实时检测,并将检测结果送至PLC。PLC接收到数据后,会根据预设的PID控制算法来调节执行机构(如电动阀门)的开度,以达到控制水位的目的。整个过程需要有高精确度的仪表设备来确保数据的准确性和控制的实时性。 仪表选型对于整个系统的性能至关重要,包括电源控制屏、传感器、单片机控制和变频调速器等。例如,GK-01电源控制屏需要能为整个系统提供稳定的电源,并保证在发生紧急情况时能及时切断电源。GK-02传感器用于检测水位,并将信号转换为可由PLC处理的形式。GK-03单片机控制部分负责对传感器信号进行初步处理,而GK-07交流变频调速则用于调节泵或阀门的转速,实现对流量的精确控制。GK-08 PLC可编程控制器则是整个系统的核心,负责接收处理各种信号,并执行控制策略。 在液位PID控制系统中,PLC设计流程图是十分重要的,它能够清晰地展示整个系统的控制流程。外部接线图则能够详细地说明各个元件之间的电气连接关系。I/O分派是将PLC的输入输出端口与各个传感器和执行器进行配对,这是系统能否正常工作的关键步骤。而梯形图则是PLC编程时使用的重要工具,它以图形化的方式展现了控制逻辑。 组态王界面在系统设计中起到的是用户交互界面的作用,它不仅能够实时显示水位信息,还可以提供操作员对系统进行控制的界面。通过组态王界面,操作员可以监控系统的运行状态,设定控制参数,查看报警信息等,从而使得整个液位控制系统的运行更加直观和简便。 综合以上内容,本文件详细介绍了基于PLC和组态王的液位PID控制系统的设计和实现。包括系统总体设计方案、水箱液位控制系统构成、工作原理以及仪表选型等多个方面,强调了各组件之间的协调与配合,并对PLC设计流程图、外部接线图、I/O分派、梯形图以及组态王界面进行了详尽的阐述,为实现液位精确控制提供了理论和技术支持。这对于自动化控制领域,特别是液体介质控制领域具有重要的参考价值。
2026-01-14 16:10:18 3.18MB
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**Logix5000 PID 指令详解** 在自动化控制领域,PID(比例-积分-微分)控制器是一种广泛应用的控制算法,用于调节系统的过程变量,如温度、压力、流量等。Rockwell Automation(AB)的Logix5000系列PLC(可编程逻辑控制器)提供了强大的PID功能,帮助用户实现精确的过程控制。本文将深入探讨Logix5000中的PID指令及其应用设置。 **1. PID 控制器原理** PID控制器通过三个部分的组合来调整输出:比例(P)部分对当前误差立即做出反应;积分(I)部分考虑过去的误差累积;微分(D)部分预测未来的误差趋势。这些组件协同工作,以使系统过程变量接近设定值。 **2. Logix5000 PID指令** 在Logix5000系列中,PID指令是通过“PID CONTROLLER”和“PID AUTO/MANUAL”指令实现的。前者负责计算输出,后者用于切换PID控制的自动和手动模式。 **3. PID控制器设置** 在AB PLC中,配置PID参数至关重要,包括: - **比例增益(P Gain)**:直接影响控制器响应速度,增大比例增益会使系统响应更快但可能导致振荡。 - **积分时间(I Time)**:决定了积分作用的强度,积分时间越长,积分效果越显著,有助于消除稳态误差。 - **微分时间(D Time)**:用于预测误差变化,短的微分时间可以减小超调,但过大会引入额外噪声。 **4. PID控制的应用** - **简单应用设置**:对于初学者,可以使用AB PLC的内置向导进行简单的PID参数配置,通过监控和调整来优化控制性能。 - **复杂应用**:在高级应用中,可能需要考虑自整定、串级控制、前馈补偿等策略,以应对非线性、滞后或动态变化的过程。 **5. 相关资源** 提供的“2009531241360082716.rar”文件可能包含详细的PID指令手册、实例教程或示例程序,对于进一步学习Logix5000 PID控制大有裨益。同时,“下载返币须知.html”可能是关于获取或分享该资源的指南,确保正确和合法地使用这些资料。 掌握Logix5000的PID指令对于有效地运用AB PLC进行过程控制至关重要。理解并熟练应用PID参数配置,可以帮助工程师实现高效、稳定的控制系统设计。通过不断实践和学习,可以不断提升在自动化领域的专业技能。
2026-01-13 18:10:32 1.45MB Logix5000
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内容概要:本文介绍了基于PSA-TCN-LSTM-Attention的时间序列预测项目,旨在通过融合PID搜索算法、时间卷积网络(TCN)、长短期记忆网络(LSTM)和注意力机制(Attention)来优化多变量时间序列预测。项目通过提高预测精度、实现多变量预测、结合现代深度学习技术、降低训练时间、提升自适应能力、增强泛化能力,开拓新方向为目标,解决了多维数据处理、长时依赖、过拟合等问题。模型架构包括PID参数优化、TCN提取局部特征、LSTM处理长时依赖、Attention机制聚焦关键信息。项目适用于金融市场、气象、健康管理、智能制造、环境监测、电力负荷、交通流量等领域,并提供了MATLAB和Python代码示例,展示模型的实际应用效果。; 适合人群:具备一定编程基础,对时间序列预测和深度学习感兴趣的工程师和研究人员。; 使用场景及目标:① 提高时间序列预测精度,尤其在多变量和复杂时序数据中;② 实现高效的参数优化,缩短模型训练时间;③ 增强模型的自适应性和泛化能力,确保在不同数据条件下的稳定表现;④ 为金融、气象、医疗、制造等行业提供智能化预测支持。; 其他说明:本项目不仅展示了理论和技术的创新,还提供了详细的代码示例和可视化工具,帮助用户理解和应用该模型。建议读者在实践中结合实际数据进行调试和优化,以获得最佳效果。
2026-01-12 10:43:31 41KB LSTM Attention 时间序列预测
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一个基于51单片机(STC89C52)的温控风扇设计方案。该方案利用PID算法进行温度控制,采用DS18B20传感器测量温度,LCD1602显示屏显示参数,通过PWM信号控制直流电机的速度。文中提供了完整的硬件配置、原理图、流程图、元件清单以及详细的软件实现,包括PID算法的核心代码、按键处理的状态机设计和PWM生成方法。特别之处在于该项目实现了带参数自整定的PID算法,并通过Proteus进行了仿真测试。 适合人群:对嵌入式系统开发感兴趣的初学者和有一定经验的开发者,尤其是从事单片机开发的技术人员。 使用场景及目标:适用于需要精确温度控制的应用场合,如工业自动化、智能家居等领域。目标是帮助读者掌握51单片机的基本应用、PID控制原理及其实际实现方法。 其他说明:文中还分享了一些调试经验和常见问题解决方案,如避免电机堵转、优化PID参数等,有助于提高项目的成功率和稳定性。同时强调了实物制作时需要注意的事项,如电机电源端并接电容以保护单片机。
2026-01-10 10:26:12 1.53MB
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内容概要:本文详细介绍了双容水箱液位控制系统的智能设计与实现方法,重点在于利用西门子S7-200 PLC和组态王进行系统搭建。文中首先概述了双容水箱液位控制系统的应用场景及其重要性,接着深入探讨了硬件架构的选择,如采用PLC通过EM235模块接收来自压力变送器的水位信号并输出控制信号给电动调节阀。软件方面,文章展示了PLC程序的核心——PID双闭环控制的具体实现方式,包括主回路和副回路的工作机制以及相关的关键代码片段。此外,还讨论了组态王在人机界面(HMI)方面的应用,特别是如何进行数据绑定、工程量转换及动画效果制作。最后分享了一些调试技巧,如解决主副回路竞争问题的方法和确保系统稳定性的措施。 适合人群:自动化专业学生、工业自动化工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解PLC编程、PID控制理论及其实际应用的人群;旨在帮助读者掌握从硬件选型到软件编程再到系统调试的一整套流程。 其他说明:文中提供的实例代码和解决方案对初学者非常友好,能够有效降低学习门槛,同时对于有经验的技术人员来说也有一定的参考价值。
2026-01-08 22:43:41 497KB
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内容概要:本文详细介绍了使用Matlab/Simulink进行四旋翼无人机轨迹跟踪仿真的过程,重点比较了经典PID控制和自适应滑模控制的效果。首先构建了四旋翼的动力学模型,定义了关键参数如转动惯量、重力加速度等。接着分别实现了PID控制器和自适应滑模控制器,展示了两者的控制律及其参数选择。对于PID控制,着重讨论了高度通道的参数整定;而对于自适应滑模控制,则深入探讨了滑模面的设计、自适应增益的选择以及边界层函数的应用。实验结果显示,自适应滑模控制在面对风扰等外部干扰时表现出更好的稳定性和鲁棒性,能够显著减小位置跟踪误差并保持较小的姿态角波动。 适合人群:对无人机控制系统感兴趣的科研人员、工程师及高校学生。 使用场景及目标:适用于研究四旋翼无人机的飞行控制算法,特别是需要提高轨迹跟踪精度和抗干扰性能的场合。通过对比不同控制方法的实际效果,帮助读者理解和掌握先进的非线性控制理论和技术。 其他说明:文中提供了详细的MATLAB代码片段和仿真结果图表,便于读者复现实验并进一步探索相关技术细节。同时提醒读者注意一些常见的调试技巧和注意事项,如参数调整顺序、电机推力限制等。
2026-01-07 19:44:50 374KB
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内容概要:该论文研究了用于天然气发动机余热回收的有机朗肯循环(ORC)系统的动态行为。作者建立了ORC的动态数学模型,分析了蒸发压力、冷凝压力、排气出口温度和工作流体等设计参数对ORC动态行为的影响。研究发现,不同工作流体会导致显著不同的动态响应速度,而其他参数对动态响应速度影响较小。因此,在设计ORC时应重点考虑工作流体以匹配发动机工况的动态特性。此外,不同蒸发压力、冷凝压力和排气温度设计的ORC系统可使用相同的PID控制器,但对于临界温度差异较大的不同工作流体则不适用。论文还提供了详细的ORC动态模型代码实现,包括ORCParameters类、orc_dynamic函数、PIDController类、simulate_orc函数以及排气条件函数等,用于模拟不同工况下的动态响应。 适合人群:具备一定热力学和控制理论基础的科研人员、研究生或工程师,尤其是从事发动机余热回收系统设计和优化工作的专业人士。 使用场景及目标:①研究不同工作流体对ORC系统动态响应的影响;②评估和优化PID控制器在ORC系统中的应用效果;③分析发动机工况变化(如排气温度和流量的阶跃变化)对ORC系统性能的影响;④探索不同设计参数(如蒸发压力、冷凝压力等)对ORC系统动态行为的影响。 其他说明:此资源不仅提供了理论分析,还包括了详细的Python代码实现,便于读者进行仿真实验和进一步的研究。代码涵盖了从简单的动态模型到更复杂的多工质支持、多种瞬态工况模拟以及控制系统设计等多个方面,为深入理解和优化ORC系统提供了全面的支持。
2026-01-05 10:02:59 782KB 有机朗肯循环 动态行为 PID控制器
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