PID控制器参数整定方法及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨平，邓亮，徐春梅，李芹 著

图书标签:

• PID控制器
• 参数整定
• 控制工程
• 自动化
• 工业控制
• 系统辨识
• 优化算法
• MATLAB
• Simulink
• 控制理论

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512398641

版次：1

商品编码：12025551

包装：平装

开本：32开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：229000

正文语种：中文

内容简介

　　《PID控制器参数整定方法及应用》本书遵循合理性、通用性和工程实用性的原则提出了PID控制器参数整定方法的五分类方案；分析了两类7种PID控制器参数整定常用方法并指出其应用局限性；给出了被控过程的分类模型（可涵盖41种常见传递函数模型）及高阶模型等效简化方法；提出了依据MCP标准传递函数推导MCP-PID控制器参数整定公式的方法并针对34种被控模型分别推导P、PI、PID和PD控制器的MCP-PID控制器参数整定公式，共推导出104套有效公式。本书所提出的PID整定方法适用范围基本覆盖了常见的被控过程模型类型。除了可适用传统的单容时滞模型和单容积分模型以外，还可适用双容、三容、多容、振荡、右零点、超前，以及各种组合类型的模型。本书已用2个实际试验案例和10个仿真试验案例验证了所提方法的有效性和优越性。

作者简介

　　杨平，上海电力学院教授，现任上海电力学院控制工程研究所所长，兼任中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会常务理事，中国动力工程学会自控委员会委员。从事自动化专业本科教学和电气工程学科硕士培养工作，研究领域为电气自动化和计算机测控技术领域。从1995年起，由中国电力出版社出版教材11本。其中获或上海市高校教材奖4次，获电力行业精品教材奖2次。

《现代控制理论在工业自动化中的实践》 一、 核心理念与发展历程：摆脱经验依赖，迈向精准控制 本书旨在深入探讨现代控制理论在工业自动化领域中的实际应用。在工业生产日益复杂化、精细化的今天，传统的经验式调参方法已难以满足精度、效率和稳定性的要求。本书的出发点，便是系统性地梳理和阐释那些能够克服经验局限、实现自动化系统精准控制的科学方法。 我们将从控制理论的基石——系统建模出发，详细介绍如何针对不同类型的工业过程（如温度控制、流量控制、液位控制、速度控制等）建立数学模型。这部分内容将涵盖从辨识系统特性到选择合适建模方法的全过程，强调模型精度对后续控制策略设计的重要性。我们将讨论线性模型、非线性模型、时滞模型、多变量模型等在实际工程中的应用场景与建模技巧，并辅以案例分析，帮助读者理解如何将抽象的数学模型与具体的工业设备建立联系。 随后，本书将聚焦于现代控制理论的核心——控制器设计。我们将从经典控制理论（如PID控制）出发，但不止步于此，而是将其置于更广阔的理论框架下进行审视。我们将深入剖析PID控制器在不同应用场景下的局限性，并引出更先进的控制方法。 二、 控制理论的演进与高级控制策略：超越PID，拥抱智能 本书将详细介绍诸如状态空间方法、模型预测控制（MPC）、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等一系列现代控制理论的重要分支。 状态空间方法： 详细阐述如何利用系统的状态变量来描述和控制复杂系统。我们将深入探讨可控性、可观性等概念，并讲解如何基于状态反馈设计最优控制器，例如LQR（线性二次调节器）。这部分内容将引导读者从输入-输出的角度转变为更深层次的系统内部状态角度理解控制问题，对于多输入多输出（MIMO）系统具有特别的意义。 模型预测控制（MPC）： 作为一种先进的优化控制策略，MPC在处理约束条件、预测未来行为以及优化多目标控制方面表现出色。本书将详细解析MPC的核心原理，包括预测模型、滚动优化、约束处理等，并通过具体工业案例（如化工过程、电力系统）展示MPC如何实现卓越的性能，尤其是在存在复杂约束和动态变化的系统中。 自适应控制： 针对那些被控对象参数会随时间变化的系统，自适应控制策略显得尤为重要。我们将介绍不同类型的自适应控制器，如模型参考自适应控制（MRAC）和自调谐调节器（STR），并分析它们在实际应用中的优缺点以及如何应对参数漂移和外部扰动。 模糊控制与神经网络控制： 随着人工智能技术的发展，基于模糊逻辑和神经网络的控制方法在处理非线性、不确定性强的系统时展现出强大的潜力。本书将介绍模糊逻辑控制器的设计原理，包括模糊化、模糊规则库、解模糊等步骤，并探讨如何利用神经网络对系统进行建模或直接实现控制。我们将重点关注这些方法如何通过模仿人类专家经验或从数据中学习来弥补传统控制方法的不足。 三、 工业自动化领域的具体应用案例剖析：理论与实践的桥梁 本书的另一大亮点在于其丰富的工业应用案例。我们将精选多个典型工业场景，深入剖析如何将上述控制理论应用于解决实际问题。 化工行业： 详细介绍在反应器温度控制、精馏塔塔顶温度控制、压力控制等关键工艺环节中，如何选择和设计最优的控制策略。例如，在处理反应过程中可能出现的非线性、时滞以及多变量耦合问题时，MPC或基于神经网络的预测控制可能比传统PID更具优势。我们将分析这些案例中模型选择、参数整定、控制器实现以及性能评估的全过程。 电力系统： 探讨在发电、输电、配电等环节中，如何应用先进控制理论来提高电网的稳定性和效率。例如，频率和电压的稳定控制、发电功率的优化调度、可再生能源并网的控制等。我们将分析如何利用状态空间方法设计高动态性能的控制器，以及MPC在优化能源分配和响应电网负荷变化中的作用。 机器人与精密机械： 介绍在工业机器人轨迹跟踪、伺服电机控制、数控机床精度提升等方面的应用。我们将探讨如何利用先进的运动控制理论，如基于模型的预测控制或自适应控制，来实现高精度、高动态响应的运动控制，并克服摩擦、惯量等非线性因素的影响。 过程工业（食品、制药等）： 分析在批量生产、温度敏感性要求高、产品质量一致性要求严格的生产过程中，如何应用先进控制技术实现过程的优化和标准化。例如，灭菌过程的精确温度-时间控制，搅拌过程的均匀性控制等。 四、 控制系统设计的工程实践：从仿真到落地 理论的飞跃需要工程实践的支撑。本书将不仅仅停留在理论层面，还会深入探讨控制系统设计的工程实践环节。 仿真工具的应用： 详细介绍MATLAB/Simulink、Python等主流仿真工具在控制系统建模、控制器设计、仿真验证中的应用。我们将通过实例演示，指导读者如何搭建仿真平台，进行系统仿真，并分析仿真结果。 实时实现与硬件集成： 讨论如何将设计的控制算法移植到实际的PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）或嵌入式控制器上。我们将介绍实时操作系统、嵌入式系统开发、以及与传感器、执行器等硬件的接口设计。 性能评估与优化： 讲解如何进行实际工业现场的性能评估，包括响应时间、超调量、稳态误差、抗扰性等指标的测量与分析。同时，我们将介绍在线调参、鲁棒性设计以及如何根据实际运行数据对控制器进行进一步的优化。 五、 未来的发展趋势与展望：智能化与协同化 最后，本书将对现代控制理论在工业自动化领域的未来发展趋势进行展望。我们将探讨人工智能与控制理论的深度融合，如深度强化学习在控制策略生成中的应用，以及工业物联网（IIoT）背景下分布式控制、协同控制和系统集成的发展方向。本书旨在为读者提供一个全面、深入、且面向未来的工业自动化控制理论与实践指南，帮助工程师们更好地理解、设计和实施高效、可靠的自动化控制系统。

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刚拿到这本《PID控制器参数整定方法及应用》的书，第一眼就被它沉甸甸的质感和封面设计吸引了。我是一名刚入职不久的自动化工程师，在学校学习PID控制时，虽然理论上有所接触，但实际应用中却屡屡碰壁。各种书本上的公式推导看得我云里雾里，到了实际操作时，总是不知道从何下手。很多时候，只能凭着感觉和经验一点点地去试错，效率非常低下，而且效果也参差不齐。这让我对PID控制的理解停留在了一个非常浅显的层面，总觉得自己像个“拿锤子敲打”的工匠，而不是一个精通算法的工程师。所以，当我在书店看到这本书时，仿佛看到了救星。我特别希望这本书能够提供一些切实可行、易于理解的整定方法，能够帮助我系统地梳理PID控制的脉络，并且能够在我实际工作中遇到各种复杂工况时，找到有效的解决方案。我期望它能像一位经验丰富的导师，手把手地教我如何才能让我的控制系统运行得更平稳、更精确，甚至能够应对一些动态变化的场景，而不是仅仅停留在理论的海洋里。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对控制理论充满好奇心的学生，我一直觉得PID控制器虽然基础，但要真正理解透彻并熟练掌握其整定技巧，并非易事。我尝试过阅读一些关于PID控制的经典教材，但往往过于侧重数学推导，对于如何将这些理论转化为实际操作中的具体步骤，描述得不够清晰。有时候，即使推导过程理解了，到了实际的PLC编程或者嵌入式开发中，面对各种不同的系统特性，依然会感到迷茫。我特别希望这本书能够以一种更加直观、生动的方式来讲解PID控制的原理，并通过大量的实际案例，展示不同整定方法的优缺点以及适用范围。我期待书中能够包含一些常用的整定工具和软件的介绍，甚至是一些调试技巧和常见问题的排查方法，这样我才能将书本上的知识真正运用到我的毕业设计或者未来的工作中去，而不是仅仅停留在纸面上。

评分☆☆☆☆☆

从我的角度来看，一本好的技术书籍，不仅要有扎实的理论基础，更要有贴近实际应用的指导意义。我是一名嵌入式系统的开发者，经常需要将PID算法集成到微控制器中。学校里学到的PID知识，在面对实际硬件资源限制、实时性要求以及传感器噪声等问题时，常常显得有些“纸上谈兵”。我希望这本书能够提供一些关于如何在资源受限的嵌入式环境中实现高效PID控制的技巧，比如如何进行定点运算、如何优化算法以减少CPU占用率，以及如何处理离散时间系统下的PID参数整定。我更关注书中能否给出一些针对不同嵌入式平台的PID库的使用示例，或者提供一些代码片段，能够帮助我快速上手。如果书中还能涉及到一些关于PID控制器在物联网、机器人等新兴领域的应用案例，那就更加锦上添花了，能够帮助我拓展思路，发掘新的应用方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在自动化领域深耕多年的项目经理，在负责各种工业自动化项目时，PID控制器的性能直接关系到整个项目的成功与否。我见过很多项目，因为PID参数整定不当，导致设备运行不稳定，精度不高，甚至引发安全事故，最终给公司带来了巨大的经济损失和信誉影响。因此，我非常看重PID控制器参数整定方法的科学性、鲁棒性和普适性。我希望这本书能够提供一种系统性的、易于推广的PID参数整定框架，能够适用于各种不同类型的工业对象，例如电机控制、温度控制、压力控制等等。我关注这本书是否能包含一些关于多变量PID控制、串级PID控制等更高级的应用，以及如何在复杂系统中进行PID网络的优化设计。如果这本书能够帮助我的团队建立一套标准化的PID整定流程，并且能够有效缩短项目调试周期，提高控制系统的稳定性，那将对我非常有价值。

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对于我这样一名在生产线上摸爬滚打多年的老技术员来说，PID控制早已不是什么新鲜事了。我见证了太多从模拟时代到数字时代，PID控制如何一步步渗透到我们工业生产的方方面面。然而，随着技术的进步和工艺要求的不断提高，传统的“经验整定法”似乎越来越显得力不从心。我深切地体会到，在某些对精度要求极高的场合，或者在处理一些非线性、时变等复杂对象的过程中，我们以往的那套“拍脑袋”的方法，已经难以保证系统的最优性能。这本书的出现，让我看到了新的希望。我特别关注它是否能提供一些更先进、更科学的参数整定理论和实践指南，例如像模糊PID、自适应PID这类我有所耳闻但从未深入研究过的技术。我希望这本书能够不拘泥于传统的欧姆法、临界比例法等，而是能展现出更多创新性的思路和方法，帮助我们这些“老兵”也能跟上时代的步伐，掌握更高效、更精准的PID控制技术，从而在日益激烈的市场竞争中保持优势。

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好，

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讲的太深奥了点，通俗些讲讲实例性质的更接近实用！

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书质量还不错，能有多大帮助，得等我看完学完

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很不错，模型讲解充实，内容饱满，值得参考

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很不错，快又好，挺方便的。

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在京东买书方便，价格合适，质量也好

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书都皱了。。。。因为书运输过程中摞在一起，所以我断定不是运输过程中弄皱的。 发货的时候明知道皱了还发货。

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领券买的，很便宜，书的质量也很好。