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研究生:徐健順
研究生(外文):Chien-Shun Hsu
論文名稱:PI控制器設計及其在非線性控制系統上之應用
論文名稱(外文):PI Controller Design and its Application to Nonlinear Process Control
指導教授:陳奇中陳奇中引用關係
指導教授(外文):Chyi-Tsong Chen
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:PI控制器Pade二階近似非線性模式識別Hammerstein模式Wiener模式
外文關鍵詞:PI ControllerPade Second OrderNonlinear Processes DescribedHammerstein ModelWiener Model
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本文提出一種基於二階Pade近似法與極點配置法之PI控制器的設計法。由模擬的結果顯示,此法所設計出的PI控制器對於大時延系統亦能提供適切的控制,較諸傳統PI控制器設計法,如Ziegler-Nichol法等,有更優異之控制性能。
本文,更進一步將所提之PI控制器設計法引入非線性系統之控制上。吾人所考慮的系統為Hammerstein模式和Wiener模式,即系統動態可以一非線性和一線性動態部分所描述。藉由適當的控制組態合成,及引入合適之反函數,便可直接以線性PI控制器來操控非線性系統。為了進一步驗證所提控制器架構為PI控制器設計法之功效,吾人探討了其在pH控制系統控制上之應用。由深入且廣泛之模擬結果顯示,吾人所提的控制策略可以簡單有效的處理非線性系統之控制問題。

Based on the use of second-order Pade approximation and the pole placement technique, this dissertation presents a new PI controller design methodology for first-order time delay systems. Simulation results show that the proposed PI controller design method is able to give more appropriate control for large time delay processes than conventional PI controller design methods, such as Ziegler-Nichol, Cohen-Coon methods, etc.
In this dissertation, we further extend the designed PI controller to the control of nonlinear processes described by either Hammerstein or Wiener models. For controlling these nonlinear processes by the PI controller, some control system configurations are presented. Furthermore, to examine the new PI control scheme to a great extent, we apply it to a pH control system. Extensive simulation results reveal that the new PI controller design methodology is promising and easily to handle, which can also provide excellent control performance.

中文摘要 I
英文摘要II
目錄 i
圖目錄 iii
表目錄 ix
第一章、緒論 1
1-1前言 1
1-2文獻回顧 2
1-3研究動機 3
1-4組織章節 4
第二章、基於極點配置法之PI控制器設計 6
2-1 前言 6
2-2 基於極點配置法之PI控制器設計 6
2-3 模擬測試 11
2-4 結果與討論22
2-5 結論 23
第三章、非線性模式識別與控制器設計24
3-1 前言 24
3-2 非線性模式識別 24
3-3 控制器設計 33
3-3.1 Hammerstein與Wiener控制器設計33
3-3.1.1 Hammerstein模式結構之模擬測試36
3-3.1.2 Wiener模式結構之模擬測試49
3-3.1.3 結果與討論 60
3-3.2具大時延的Hammerstein與Wiener控制器設計61
3-3.2.1 Hammerstein模式結構之模擬測試61
3-3.2.2 Wiener模式結構之模擬測試72
3-3.2.3 結果與討論 84
3-4 結論 85
第四章 酸鹼中和程序控制86
4-1 前言86
4-2 系統描述86
4-3將連續PI控制器應用於pH酸鹼中和91
4-4 結果與討論101
4-5 結論101
第五章、結論與未來展望 102
參考文獻 104

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