PID控制器的性能监控与评估

为了解决目前工业系统中普遍使用的PID控制器由于工况变化等原因引起的系统发生时变而导致所在回路PID控制器性能可能下降的问题,本文提出了一种专门针对PID控制器进行性能评估、优化及监控的方法,即:PID循环评估优化算法。该算法利用系统闭环输入输出数据,使用基于MVC(minimum variance control)的PID最小方差准则,来对PID控制器的性能进行评估,并且计算出在最小方差意义下最优PID控制器参数;评估过程结果与现实系统输出方差进行比较,做为PID参数在线优化的判断依据,当现实系统性能低于某一标准的时候对控制器进行优化处理。在整个算法中,通过输入输出数据的处理与判断,利用评估优化后的PID参数对系统进行控制,并再次回到最初的输入输出数据的处理和判断过程,实现在控制过程中的系统性能监控。本文的计算机仿真试验验证了该方法的有效性,由图可看出,系统发生渐变和突变后,当输出方差超过了程序限定的标准时,在1 300秒内系统能自动评估并施行优化而达到稳定。该循环评估优化算法现实了在对系统进行性能评估监控的同时,能按照一定条件作为标准对系统的PID参数进行优化,最终使得系统具有自我监控评估和自我优化的能力,此方法能在特定的工况下进行应用。