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1. 研究目的与意义

在工业过程控制中，目前采用最多的控制方式依然是pid方式，即使在日本，pid控制的使用率也达到84.5%。

它具有容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点，同时它原理简单，参数物理意义明确，理论分析体系完整，并为工程界所熟悉，因而在工业过程控制中得到了广泛应用。

尽管自1940年以来，许多先进控制方法不断推出，但pid控制器仍被广泛应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等工业过程控制中。

2. 国内外研究现状分析

国外，日本的Inoue提出一种重复控制，用于伺服重复轨迹的高精度控制，它原理来源于内模原理，加到被控对象的输入信号处偏差外，还叠加一个过去的偏差，把过去的偏差反映到现在，和现在的偏差一起加到被控对象的控制，偏差重复利用，这种控制方法不仅适用于跟踪周期性输入信号，也可抑制周期性干扰。由卡尔曼提出的卡尔曼滤波理论，采用时域上的递推算法在数字计算机上进行数据滤波处理，该滤波器对控制干扰和测量噪声具有很好的滤波作用。由美国Michigan大学的Holland教授提出的遗传算法，时他提出的模拟自然界遗传机制和生物进化论而形成的一种并行随机搜索最优化方法。它将优胜劣汰，适者生存的进化论原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适配值函数通过遗传中的复制，交叉及变异对个体进行筛选，使适配值高的的个体被保留下来，组成新群体，新群体有继承上一代信息，优于上一代，周而复始知道得到满意值，这种算法简单，可并行处理，得到全局最优解。

对于工业控制中许多被控对象的纯滞后性质，Smith提出一种纯滞后补偿模型，与PID控制器并接一个补偿环节，该补偿环节称为预估器，实际上的预估模型是反向并联在控制器上的，smith控制方法前提是必须确切地知道被控对象的数学模型，再次基础上能得到精确地预估模型，得到很好的控制效果。

随着现代工业的发展，人们面临的被控对象越来越复杂，对于控制系统的精度性能和可靠性的要求越来越高，这对PID控制技术提出了严峻的挑战，但是PID控制技术并不会过时，它必将和先进控制策略相结合向高精度、高性能、智能化的方向发展。

3. 研究的基本内容与计划

4. 研究创新点

机电一体化中，在进行任何一个具体控制系统的分析、综合或设计时，首先应建立该系统的数学模型，确定其控制算法。

所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式。

这些关系式为计算机进行运算处理提供了依据，即由数学模型推出控制算法。