新型PID控制及其应用

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出版者:机械工业出版社
作者:陶永华
出品人:
页数:278
译者:
出版时间:1998-09
价格:24.0
装帧:平装
isbn号码:9787111062998
丛书系列:
图书标签:
  • PID
  • 控制科学与技术
  • Expertise
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具体描述

PID控制是最早发展起来的控制策略之一,但应用常规PID

控制器对于具有非线性、时变不确定性的系统,无法达到理想的

控制效果。随着现代控制理论,诸如智能控制等技术的研究发

展,出现了许多新型PID控制器,为解决复杂无规则系统的控

制开辟了新途径。

本书在介绍数字PID控制的基础上,分别阐述了自适应PID

控制、智能PID控制、模糊PID控制、神经网络PID控制、预

测PID控制和PID控制器自整定技术。在介绍这些控制时都附

有应用实例。

本书适宜于从事生产过程自动化、计算机应用和电气自动化

领域的工程技术人员阅读,也可作为大专院校自动化等相关专业

的教材和教学参考书。

抱歉,我无法生成一个关于《新型PID控制及其应用》这本书的简介,同时要求这个简介“不包含此书内容”且“不要把没有内容写在生成的内容中”。 我的设计目的是提供准确、有用的信息。如果我必须生成一个简介,那么这个简介的核心任务就是描述该书的内容。要求我生成一个不包含该书内容的简介,本质上是要求我描述一个不存在的、与该书无关的主题,同时还要满足“详细”和“不让人看出是AI所写”的要求,这在逻辑上是矛盾的,并且无法满足您的所有约束条件。 如果您希望获得一个关于《新型PID控制及其应用》的详细图书简介,请明确告知,我将根据该主题撰写一份符合您要求的描述。 或者,如果您希望获得一个关于 特定其他主题 (例如,量子计算、古典文学鉴赏、高级热力学等)的详细图书简介,请提供那个新的主题名称。

作者简介

目录信息

目 录
《电气自动化新技术丛书》序言
前言
第1章 数字PID控制
1.1PID控制原理
1.2数字PID控制算法
1.2.1位置式PID控制算法
1.2.2增量式PID控制算法
1.3数字PID控制算法的改进
1.3.1积分分离PID控制算法
1.3.2遇限削弱积分PID控制算法
1.3.3不完全微分PID控制算法
1.3.4微分先行PID控制算法
1.3.5带死区的PID控制算法
1.4常用的数字PID控制系统
1.5应用实例――直线电机的数字PID控制
1.5.1控制系统的组成
1.5.2直线电机的数字PID控制和参数选择
1.5.3直线电机数字PID控制系统软件
第2章 自适应PID控制
2.1自适应控制
2.1.1自适应控制的含义
2.1.2自适应控制的类型
2.1.3自适应控制的理论
2.2自适应PID控制
2.2.1引言
2.2.2参数自适应PID控制
2.2.3基于过程特征参数的自适应PID控制
2.3基于非参数模型的自适应PID控制
2.3.1PID继电自整定与神经网络相结合的自适应PID控制
系统
2.3.2模糊自适应PID控制系统
2.3.3单神经元自适应PID控制器
2.3.4专家自适应PID控制器
2.4基于参数模型的自校正PID控制
2.4.1最小方差自校正PID控制
2.4.2极点配置自校正PID控制
2.4.3自校正PID控制器的极点配置设计
2.5自校正PID控制技术的应用实例
2.5.1极点配置自校正PID控制器在电阻加热炉温控系统
中的应用
2.5.2时变大滞后极点配置最优预报自校正PID控制器
2.5.3自校正PID控制技术在电力系统中的应用
第3章 智能PID控制
3.1智能控制
3.1.1智能控制的含义
3.1.2智能控制系统
3.1.3智能控制的类型
3.2智能PID控制器
3.3基于规则的智能PID自学习控制器
3.4加辨识信号的智能自整定PID控制器
3.5专家式智能自整定PID控制器
3.5.1专家控制
3.5.2专家式智能PID控制器的典型结构
3.6智能PID控制的实际应用
3.6.1专家PID控制在伺服系统中的应用
3.6.2智能PID控制在电阻加热炉温控系统中的应用
3.6.3智能PID控制在混合煤气热值、流量串级调节系统
中的应用
第4章 模糊PID控制
4.1模糊控制
4.1.1模糊控制的基本原理
4.1.2模糊控制器
4.1.3模糊控制器结构
4.2模糊PID控制
4.2.1引入积分因子的模糊PID控制器
4.2.2Fuzzy-PID混合控制
4.3模糊自适应PID控制
4.3.1在线实时模糊自整定PID控制器
4.3.2基于IFuzzy推理的自调整PID控制器
4.3.3单参数模糊自适应PID控制器
第5章 神经网络PID控制
5.1神经网络基础
5.1.1单神经元模型
5.1.2神经网络的拓扑结构――神经元的连接形式
5.1.3神经网络的学习规则
5.1.4误差反向传播(BP)神经网络
5.1.5Hopfield神经网络
5.2基于单神经元的PID控制
5.2.1单神经元自适应PID控制器及其学习算法
5.2.2单神经元自适应PID控制器应用实例
5.3基于神经网络的PID控制
5.3.1基于BP神经网络K↓PK↓I、K↓D参数自学习的PID
控制器
5.3.2改进型BP神经网络K↓PK↓I、K↓D参数自学习PID
控制器
5.4神经网络模糊PID控制
5.4.1基于神经网络的模糊PID控制
5.4.2基于神经网络的模糊推理PID控制
5.5神经网络隐式PID控制及其在脉冲TIG焊接熔池控制中
的应用
5.5.1神经网络隐式PID控制结构
5.5.2自学习算法
5.5.3实时控制
第6章 预测PID控制
6.1模型算法PI控制(MAPIC)
6.1.1模型算法控制(MAC)
6.1.2模型算法PI控制(MAPIC)实现
6.2动态矩阵PI控制(DMPIC)
6.2.1动态矩阵控制(DMC)
6.2.2动态矩阵PI控制(DMPIC)实现
6.3广义预测PI控制(GPPIC)
6.3.1广义预测控制(GPC)
6.3.2广义预测PI控制(GPPIC)实现
6.4广义预测极点配置PI控制(GPPPIC)
6.4.1广义预测极点配置控制(GPPC)
6.4.2广义预测极点配置PI控制(GPPPIC)实现
6.5预测PID串级控制及其在合成氨厂变换工段上的应用
6.5.1动态矩阵预测-PID串级控制
6.5.2动态矩阵预测-PID串级控制的数字仿真
6.5.3动态矩阵预测-PID串级控制在变换工段中的应用
第7章 PID控制器的自整定技术
7.1PID控制器参数整定的原理和方法
7.1.1Ziegler-Nichols设定方法
7.1.2ISTE最优设定方法
7.1.3临界灵敏度法
7.1.4基于增益优化的整定法
7.1.5基于总和时间常数的整定法
7.1.6基于交叉两点法的PID参数整定规则
7.2自整定PID控制策略和技术
7.2.1继电型PID自整定控制策略
7.2.2基于过程特征参数的PID控制器参数自整定技术
7.2.3基于给定相位裕度的PM法自整定公式
7.2.4基于给定相位裕度和幅值裕度的SPAM法自整定
公式
7.2.5基于递推参数估计的PID自整定技术
7.3多变量PID控制器自整定技术
7.3.1多变量PID控制器的在线自整定技术
7.3.2多变量非线性自整定PID控制器
7.4具有PID参数自整定功能的智能调节器
7.4.1富士MICREX智能控制器
7.4.2东芝TOSDIC2自由度PID自整定调节器
7.4.3FOXBORO-EXACT自整定PID调节器
7.4.4YEWSERIES-80自整定调节器
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我对材料科学领域的先进制造技术有着持续的研究兴趣,特别是如何精确控制材料的制备过程以获得优异的性能。这本书的标题“新型PID控制及其应用”立刻吸引了我的注意,因为PID控制在材料制备过程中有着广泛的应用,例如在高温炉的温度控制、晶体生长过程的参数调节、薄膜沉积速率的控制等方面。然而,许多材料的制备过程具有复杂的物理化学机制,存在强烈的非线性、多变量耦合以及过程参数的动态变化,传统PID控制在这些场景下往往难以实现对材料性能的精确调控。我希望这本书能够深入探讨如何改进PID控制方法,以适应材料制备的特殊需求。例如,是否会提出一种能够根据材料生长过程中的实时反馈信号(如光谱、电化学参数等),自适应调整PID控制参数的技术?书中是否会结合材料的微观结构和宏观性能之间的关系,设计出能够优化材料性能的PID控制策略?我尤其期待书中在“应用”部分的内容,希望能看到一些具体的材料制备应用案例,例如在半导体晶圆制造中,如何利用新型PID控制实现对蒸发或刻蚀过程的精确速率控制,从而提高器件的成品率和性能?在先进陶瓷的烧结过程中,如何通过改进PID控制来优化温度曲线,获得具有优异力学性能的陶瓷材料?书中是否会提供一些仿真结果或实验数据,来展示这些新型PID控制方法在提高材料均匀性、可重复性以及实现高性能材料设计方面的优势?我希望这本书能为我提供一些前沿的理论知识和实用的技术指导,帮助我在材料制备和性能优化方面取得新的进展。

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作为一名长期在电力系统领域工作的工程师,我对控制理论的应用一直有着浓厚的兴趣,尤其关注如何提高电力系统的稳定性和经济性。这本书的标题“新型PID控制及其应用”让我眼前一亮,因为PID控制作为一种经典且应用广泛的控制策略,在电力系统中有大量的应用场景,比如发电机励磁系统、电压调节器、电力电子设备控制等等。传统PID控制在这些场景下虽然有效,但在应对电网扰动、新能源接入带来的不确定性以及提升系统动态性能方面,往往存在一些挑战。我特别希望这本书能够深入探讨如何对PID控制器进行改进,以适应现代电力系统日益复杂的需求。例如,在考虑新能源(如风电、光伏)大规模接入的背景下,电网的惯量降低,动态响应特性发生变化,对控制器的鲁棒性和自适应能力提出了更高的要求。书中是否会提出一些能够有效处理这些不确定性和时变特性的新型PID结构?比如,是否引入了预测控制的思想,使得控制器在执行指令前就能预见到系统未来一段时间的状态,从而提前做出更优的控制决策?或者是否结合了人工智能技术,如深度强化学习,来训练更智能、更具适应性的PID控制器?我还对书中的“应用”部分非常关注。能否有详细的案例分析,展示这些新型PID控制在具体的电力系统场景,例如提高电网频率稳定性、抑制低频振荡、优化风力发电机组输出功率等方面所取得的成效?是否会提供一些仿真结果或者实际运行数据来佐证其性能优势?我非常期待这本书能为我提供一些切实可行的技术指导,帮助我在电力系统控制方面的工作更上一层楼。

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我对金融市场的量化交易策略一直抱有浓厚的兴趣,特别是如何利用先进的数学模型和控制理论来捕捉市场机会。这本书的标题“新型PID控制及其应用”引起了我的好奇,因为PID控制作为一种基础的反馈控制算法,其简洁性和易于实现的特性,使其在工程领域得到了广泛应用,但我从未深入思考过它在金融领域的潜在价值。我希望这本书能够突破传统思维,探讨PID控制在金融市场中的创新应用。例如,是否可以利用PID控制器来跟踪某个金融资产的价格走势,并基于其反馈信号进行买卖决策?或者是否可以设计一种多变量PID控制器,来同时管理多个资产的投资组合,并根据市场波动性进行风险调整?我尤其期待书中能够详细阐述如何将PID控制与金融市场的特性相结合。比如,金融市场的非线性和随机性是其显著特征,如何通过改进PID算法,例如引入自适应机制或预测模型,来提高其在市场中的鲁棒性和预测能力?书中是否会提供一些具体的量化交易策略案例,例如利用PID控制来构建趋势跟踪策略、均值回归策略,或者在算法交易中实现对订单执行的优化?我非常希望能看到一些实际的市场数据分析或回测结果,来验证这些新型PID控制策略的有效性。这本书能否为我提供一些新的思路,将控制工程的原理巧妙地应用于金融市场的分析与交易,从而在量化投资领域取得更优异的成绩?

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这本书的标题让我产生了一种强烈的期待,特别是“新型PID控制”这个部分。我一直对传统PID控制器在解决复杂系统中的局限性有所关注,比如在面对强耦合、时变、非线性等情况时,其性能往往会打折扣。因此,我非常好奇这本书会提出怎样创新的PID控制方法。是改进了现有的PID算法,例如加入模糊逻辑、神经网络,还是提出了全新的控制原理?书中对“新型”的定义和论证是什么?有没有具体的数学模型和理论推导来支撑这些新方法?我尤其期待书中能够提供一些具体的工程实例,展示这些新型PID控制如何在实际系统中取得突破性的进展。例如,在航空航天领域,对飞行器的姿态控制要求极高,传统PID可能难以应对快速的动态变化和外部扰动。如果书中能展示一种新型PID控制在提高飞行稳定性、燃油效率或响应速度方面的优势,那将是非常有说服力的。另外,在工业自动化领域,如机器人控制、化工过程控制,如何实现更精确、更鲁棒的控制也是研究的热点。这本书是否提供了适用于这些领域的创新解决方案?例如,是否结合了自适应技术,使得控制器能够实时调整参数以适应环境变化?或者是否运用了模型预测控制的思想,结合PID的简洁性,实现更优的控制性能?我对书中的理论深度和实践应用都充满好奇,希望它能为我解决一些实际工程中遇到的控制难题提供新的思路和工具,尤其是在提升系统鲁棒性和性能方面,能有耳目一新的感觉。

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作为一名在环境科学与工程领域工作的研究者,我一直关注如何利用先进的技术来监测和控制环境污染物。这本书的标题“新型PID控制及其应用”让我产生了浓厚的兴趣,因为PID控制在环境监测和污染治理系统中有着潜在的应用价值,例如在空气质量监测站的数据采集和处理、水体污染物浓度反馈控制、或者废气处理设备的参数优化等方面。然而,环境系统往往具有高度的复杂性、时变性和不确定性,传统的PID控制可能难以有效应对这些挑战。我希望这本书能够探索PID控制在环境科学与工程领域的新颖应用。例如,是否可以利用PID控制器来实时监测空气中的PM2.5或有害气体浓度,并根据监测结果自动调整净化设备的运行模式?在水处理过程中,如何设计一种PID控制策略,来精确控制化学药剂的投加量,以达到最佳的污染物去除效果?我特别好奇书中是否会提出一些能够处理环境数据的“新型”PID算法。例如,是否会结合大数据分析或机器学习技术,来训练能够预测环境参数变化趋势并提前做出控制调整的PID控制器?或者是否会利用模糊逻辑或神经网络的思想,来设计能够适应不同污染源和环境条件的自适应PID控制器?我还非常希望书中能提供一些具体的环境工程应用案例,例如在污水处理厂中,新型PID控制如何优化曝气过程,提高处理效率并降低能耗?在垃圾焚烧厂中,如何利用PID控制来优化进料速率和焚烧温度,以减少有害气体的排放?我期待这本书能为我提供一些创新的思路和实用的技术,帮助我理解和应用PID控制在环境监测、污染治理和资源回收等方面的潜力。

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作为一名长期在生物医学工程领域进行研究的学者,我对各种传感器信号的处理和控制系统设计有着持续的关注。这本书的标题“新型PID控制及其应用”立刻吸引了我的目光,因为PID控制在生物医学工程中有着广泛的应用,例如在医疗设备(如输液泵、呼吸机)、生物传感器信号调理、以及生物反馈系统中。然而,生物系统往往具有高度的非线性、时变性和不确定性,传统PID控制在应对这些挑战时,往往存在响应滞后、超调大、鲁棒性不足等问题。我非常期待这本书能够提供一些创新的PID控制技术,以应对生物医学工程领域的特殊需求。例如,在精密输液系统中,如何通过改进PID控制,实现对药物输送速率的精确控制,避免对患者造成不必要的伤害?在脑电图(EEG)或肌电图(EMG)信号的放大和滤波中,新型PID控制是否能提供更稳定、更干净的信号输出?我尤其关注书中是否会结合生物系统的特性,提出一些特殊的PID设计方法。例如,是否会利用模型参考自适应控制(MRAC)的思想,构建一个参考模型,并让PID控制器通过调整参数来逼近参考模型的性能?或者是否会借鉴神经网络或模糊逻辑的优势,设计出能够根据生物信号的复杂模式进行智能调整的PID控制器?我还非常希望书中能够包含一些具体的生物医学应用案例,例如在人工胰腺系统中,新型PID控制如何实现血糖的精准调控?或者在康复机器人中,如何利用新型PID算法来模拟人体的自然运动,为患者提供更有效的康复训练?我期待这本书能为我提供一些前沿的理论知识和实际的应用指导,帮助我在生物医学工程的研究和开发中取得更大的突破。

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我对智能交通系统的发展一直保持着高度关注,特别是交通信号控制的优化问题。这本书的标题“新型PID控制及其应用”立刻引起了我的兴趣,因为PID控制作为一种简单有效的控制策略,已经被广泛应用于交通信号灯的周期和相位调整中,以期改善交通流量和减少拥堵。然而,传统的固定周期或简单反馈的PID控制在面对日益复杂的交通状况,如随机的交通流量变化、突发事件(交通事故、施工等)、以及不同类型车辆的混合行驶时,其控制效果往往难以令人满意。我希望这本书能够深入探讨如何改进PID控制算法,以适应动态、非线性和随机的交通环境。例如,是否会提出一种能够根据实时交通流量、排队长度、行程时间等多种交通参数进行自适应调整的PID控制器?书中是否会结合车辆感应器数据、GPS信息、甚至与其他交通节点的协同信息,来构建更精确的交通模型,并基于此模型设计出更优的PID控制策略?我非常期待书中在“应用”部分的内容,希望能看到具体的案例分析,例如在城市主干道的交叉口信号控制中,新型PID控制是如何通过动态调整信号相位,有效减少车辆等待时间和停车次数?或者在高速公路匝道控制中,如何利用新型PID策略来平滑车流,避免拥堵的产生?书中是否会提供一些仿真平台或实测数据,来展示这些新型PID控制方法在提高交通效率、降低燃油消耗、减少尾气排放等方面的优势?我希望这本书能为我提供一些创新的思路和实用的技术,帮助我理解和推动智能交通信号控制的进一步发展。

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我对工业自动化领域中的过程控制技术始终保持着高度的关注,特别是如何提高生产效率和产品质量。这本书的标题“新型PID控制及其应用”吸引了我的注意力,因为PID控制作为一种基础且广泛应用的控制器,在许多工业过程中扮演着关键角色,例如化工反应器温度控制、液位控制、压力控制等。然而,许多工业过程具有复杂的动力学特性,如强耦合、大滞后、非线性等,传统PID控制在这些场景下往往难以达到理想的控制效果,容易出现振荡、超调或响应缓慢的问题。我希望这本书能够深入探讨如何对PID控制器进行改进,以适应这些复杂的工业过程。例如,是否会提出一种能够根据过程的实时状态和扰动,自适应调整PID参数的方法?是否会引入模型预测控制(MPC)的思想,将PID与过程模型相结合,实现更优的预测和控制?我特别期待书中在“应用”部分的内容,希望能看到具体的工业自动化应用案例,例如在精细化工生产中,如何利用新型PID控制来实现对关键反应参数的精确控制,从而提高产品收率和质量?在电力电子领域,如变频器或稳压电源的输出控制中,新型PID控制是否能提供更平滑、更稳定的输出?书中是否会提供一些仿真结果或实际生产数据,来展示这些新型PID控制方法在提高过程稳定性、响应速度、能量效率以及降低生产成本方面的优势?我希望这本书能为我提供一些切实可行的新技术和新思路,帮助我解决在实际工业自动化项目中遇到的控制难题,进一步提升生产过程的自动化和智能化水平。

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我对航空航天领域的自动控制技术一直怀有极大的热情,因为在这个领域,任何微小的控制误差都可能带来灾难性的后果,因此对控制系统的精度、鲁棒性和可靠性有着极其苛刻的要求。这本书的标题“新型PID控制及其应用”让我充满了期待,因为PID控制作为一种经典的控制算法,在航空航天领域有着悠久的 and extensive application history, such as in autopilot systems, attitude control, and guidance systems. 然而,随着航空器性能的不断提升,以及飞行环境的日益复杂化,传统PID控制在应对高动态、强耦合、非线性以及外部扰动等方面的能力显得捉襟见肘。我非常好奇书中会提出怎样“新型”的PID控制方法,能够更好地满足航空航天领域的需求。例如,是否会针对飞机或航天器的特定动力学模型,设计出更具优化性能的PID控制器?是否会引入一些先进的控制理论,如滑模控制、自适应控制、或者模型预测控制,并将其与PID控制相结合,以提升控制系统的鲁棒性和动态响应速度?我尤其关注书中在“应用”部分的内容,是否会提供一些具体的航空航天应用案例,比如在战斗机飞行控制中,如何通过新型PID控制来提高机动性能和稳定裕度?在卫星姿态控制中,如何应对外部扰动(如太阳光压、大气阻力)并实现高精度的指向?或者在无人飞行器(UAV)的自主导航和避障中,新型PID控制能否发挥关键作用?我期待这本书能提供一些理论扎实、实践性强的解决方案,帮助我深入理解和掌握在航空航天领域应用新型PID控制的新技术和新方法,并希望能从中获得一些启发,用于解决我们在实际项目开发中遇到的控制难题。

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我对机器人学领域的研究一直有着浓厚的兴趣,特别是机器人运动控制的精确性和鲁棒性。这本书的标题“新型PID控制及其应用”立刻吸引了我的注意,因为PID控制是机器人领域最基础也是最常用的控制方法之一,广泛应用于关节控制、路径跟踪、力控制等方面。然而,在面对机器人系统复杂的动力学特性、环境的不确定性以及模型参数的误差时,传统PID控制的性能往往会受到限制。我希望这本书能够提供一些创新的PID控制策略,来克服这些挑战。比如,在机器人的高精度定位任务中,如何通过改进PID的积分项或微分项,来抑制稳态误差和超调?在机器人与环境交互的场景下,例如抓取或操作过程中,如何设计一种能够同时保证稳定性和柔顺性的新型PID控制器?我尤其期待书中能够探讨一些先进的PID变种,例如模糊PID、自适应PID、模型预测PID等,并详细阐述它们在机器人控制中的具体实现方法和优势。比如,是否会提出一种能够根据机器人当前的工作模式或环境变化,自动调整PID参数的自适应控制策略?或者是否会结合模型预测控制(MPC)的思路,将PID与预测模型结合,实现更优的轨迹跟踪和轨迹规划?我还希望书中能够提供一些具体的机器人应用案例,例如在多自由度机械臂的精确控制、自主移动机器人的避障导航、甚至人形机器人的行走步态控制等方面的应用。通过这些案例,我希望能直观地了解这些新型PID控制方法是如何提升机器人系统的整体性能,包括精度、速度、稳定性和对外部干扰的抵抗能力。

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