分区比例控制器仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

传统pid控制器如今在许多工业中得到了广泛的应用。在自动控制的发展历程中, pid控制是历史最悠久的基本控制方式。但是以pid为代表的线性调节规律远非尽善尽美。它存在着以下问题：①未解决系统性能指标, 稳定性、准确性与快速性的矛盾;②采用积分来解决稳态误差，必然增大系统相位滞后而严重削弱系统响应速度；③使用范围有限，实际整定困难；④对象参数变化敏感，参数鲁棒性不强。在pid控制中，理想的控制参数必须通过建立精确的被控对象的数学模型来获得，但是目前工业过程的数学模型越来越难以获得。搭建模糊控制或者基于经验来控制的智能控制方式的被控对象的数学模型是不必要的。并且在模糊控制中对信息进行简单处理会导致控制精度下降，危害动态质量。虽然精度可以通过增加量化级数来提升，但是系统的决策速度会降低。

九点控制器是近年来提出的一种新型智能控制器,它在工作时，不需要太精确的被控对象模型，而是根据被控参数的变化，来施加一个反向的控制力，使被控参数能达到用户预期值。它可以将系统的运行状态分为九个工况。很容易根据不同的比例控制策略来实现不同的工作状态。其特点是：①系统性能指标由对应各分区内的控制作用单独调整完成，因而调整方便。例如，减少系统“正超调量”则由增加控制作用k4-作用力而完成，减少系统“上升时间”则由增加控制作用k2 作用力而完成。②对象要求不严格。③抗干扰能力强。④鲁棒性强。

20世纪人类的科学文明取得了巨大的进步，在计算机技术迅速发展的同时，控制技术与控制科学也得到了迅速的发展，自动控制技术极大地提高了劳动生产率，推动国家经济和产业迅速发展，在许多现代化科学技术部门中控制技术不可或缺，国家科学技术水平也体现在综合自动化水平上。其中的分区比例控制器由于其良好的控制作用如今正被广泛利用，可以用于温度控制、液位控制、电机控制等。并且在未来仍有发展空间，十分具有研究意义。

2. 研究的基本内容与方案

（1）控制策略分析。系统在运行时按照不同的偏差变化和偏差变化率可以分为九个工况，需要研究在这些不同工况下控制器的控制策略。

（2）控制器输出参数kc对系统的作用分析。了解不同工况下，参数的选取对系统动态性能和稳态性能的影响，及各个参数之间的关系。

（3）控制器的设计。选取符合实际意义的误差零带、偏差变化率零带和九个控制参数。在matlab环境下搭建分区比例控制器仿真系统，对控制算法进行仿真研究。

3. 研究计划与安排

1-3周：完成开题报告

4-12周：方案设计、构建仿真系统、对控制算法进行仿真研究

13-14周：撰写毕业论文、准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

（1）张南纶.新控制原理.北京：国防工业出版社，2004

（2）谭思云，周建中.一种新型的智能控制器-极点控制器.华中科技大学学报（自然科学版）2003

（3）谭思云，徐武雄.九点控制器稳态性能分析.武汉理工大学学报，2002（10）：82-85