基于继电反馈的被控对象特征参数研究

闫 曌, 张立广, 李红楠, 刘 颖, 严宇欣

(1. 西安工业大学 电子信息工程学院, 陕西 西安 710021；2. 大连长丰实业总公司航丰公司, 辽宁 大连 116038)

0 引 言

文献[1]报道Astrom等提出基于继电反馈的PID整定方法，在工业界有着广泛应用。该方法在闭环回路中加继电器产生振荡，通过获取系统输出振荡时的临界参数，利用Z-N规则[2]来调整PID参数。然而，Z-N方法存在不稳定、精度低等不足，无法准确得到PID控制器的参数。

大多数工业过程可近似为低阶惯性加纯滞后环节[3]，在整定参数时，应该根据不同对象的模型、特性等因素选择合适的方法。文献[4]提出一种改进型的继电反馈自整定PID用来控制自衡过程。文献[5]针对实际工业对象，设计继电反馈参数自整定算法。文献[6]采用继电反馈进行参数获取，根据对象的振荡输出曲线辨识模型参数和临界信息。但均存在截断误差，对临界增益的辨识精度低，在时滞大的工业过程中不能取得较好的结果。

针对Z-N方法整定PID参数时存在的不足，本文采用继电反馈方法，对一阶惯性纯滞后环节的工业对象进行仿真研究，推导了临界信息与传递函数参数的函数关系，实现工业对象的信息辨识。

1 继电反馈基本原理及建模

在工业领域内，大多数被控对象结构复杂，无法获得被控对象的精确模型[7]。参数整定规则大部分是基于传递函数进行整定的，然而大多数被控对象均不是标准的延迟形式，为了使结论能广泛应用，将传递函数等效为一阶惯性加滞后的模型。……