摘要
过程控制系统广泛采用PID控制器。PID调节器的特点是结构简单，适应性强，而且其应用时期较长，控制工程师们已经积累了大量的PID控制器参数的调节经验。但是由于船舶动力系统是一个船、机、浆配合工作的复杂系统，转速调节回路具有非线性、时变性，传统的PID调节较难达到最佳控制效果。
本文详细研究了智能PID控制方法。在详细的介绍单神经元智能PID控制器及其基本的参数自整定方法的基础上，利用TMS320LF2407 DSP实现了常规PID控制算法、采用有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制算法和采用以Pe~2(k+d)+QΔu~2(k)为性能指标的单神经元自适应PID控制算法。仿真结果表明这些方法具有很好的控制效果。
本文还对TMS320LF2407 DSP的C语言程序设计进行了比较详细的讨论，在2407上编制了SCI串行通信和空间矢量调制等程序。
Process control systems use PID controller extensively. The PID controller has many good characteristics such as simple structure, good adaptability, and it has a long period application. Control engineer had accumulated many experiences in PID controller parameter regulation. But because shipping power system is rather complex system, which need the ship, the main machine and the propeller to cooperate closely. The rpm control system is a non-linear, time varying system, so it is difficult for the traditional PID controller to reach optimum control result.
This article researches the intelligent PID control algorithms carefully. After a particular introduction of single neuron intelligent PID controller and it's parameter self-regulating algorithm, this article realized the following algorithm on TMS320LF2407 DSP with C language: traditional PID control algorithm, single neuron adaptive control algorithm supervised by Hebb learning algorithm and single neuron adaptive control algorithm using Pe2(k + d) + Qu2(k) as performance figure. Emulation result indicates that those methods have satisfactory control result.
This article also had a detailed discussion on TMS320LF2407 DSP C language programming. Some programs such as SCI Serial communication module and SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation) module were programmed on a 2407 microcontroller.
引文
1．李伟华，卓斌，金昶明，程庆澜．柴油机调速系统动态调解过程的计算机仿真及参数优化．内燃机学报，1999，第4期
2．曹恒，孙宝元．柴油机模糊智能控制器和改进算法．内燃机学报，2000，第4期
3．黄曼磊，李殿璞，刘宏达．柴油机双脉冲调速器的仿真研究．船舶工程，2002，第3期
4．郭江华，胡大斌，梁述海．柴油机转速模糊智能控制系统的设计．湖北工学院学报，2002，第2期
5．孙建波，吴恒，郭晨．船用大型低速柴油机气动控制系统的仿真．大连海事大学学报，2000，第1期
6．刘兴华，仇滔，徐桂红．多控制策略的柴油机电子调速系统的仿真模拟．内燃机，2002，第4期
7．段军．基于单神经元智能PID控制的柴油机数字式电子调速系统．大连铁道学院学报，1999，第3期
8．陈华清，敖晨和．舰船推进系统仿真中地柴油机数学模型．船舶工程，2000，第5期
9．张显库，贾欣乐，毕英君，刘书玲．鲁棒PID算法在船舶柴油机控制中地应用．自动化与仪器仪表，2001，第2期
10．肖建梅，王锡淮，鲍敏中．神经网络在船舶主柴油机建模中的应用船舶工程，2001，第6期
11．杨治平．一种调速过程的模糊自适应控制．仪表技术与传感器，2002，第9期
12．李磊源，施文康．应用TMS320C25的柴油机转速模糊控制系统．测控技
术，2001，第1期
13．龚金科，刘孟祥，刘湘玲，谭凯，周立迎．用Simulink实现柴油机的建模与仿真．湖南大学学报，2002，第4期
14．毕小平，陈策，马志雄，张志远，韩树．装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型．内燃机学报，2001，第5期
15．郭国才编译．船舶柴油机和燃气轮机电力推进系统仿真．船电技术，2002，第3期
16．曹恒，孙宝元，段军．基于MATLAB-SIMULINK的数字控制器模型．内燃机车，2000，第5期
17．李华文，张均东，姚文兵．FUZZY-PI多模态调速器的主机遥控系统计算机仿真．大连海事大学学报，1999，第1期
18．陈新传，徐定海，敖晨阳．MWMTBD234V8柴油机闭式循环仿真．系统仿真学报，2001，第2期
19．王道波，刘爱萍．采用自适应模糊跟踪控制的发动机燃油控制系统含实物仿真．南京航空航天大学学报，1998，第1期
20．何伟，陈刚．柴油发电机组速度控制系统的仿真研究．移动电源与车辆，2002，第1期
21．李伟华，冯学东．柴油机调速系统动态调节过程的模拟计算与研究．小型内燃机，1999，第2期
22．张苇，张百年．涡轮增压柴油机准动态模型及其数字和混合实时仿真．系统仿真学报，1992，第4期
23．郑为民，黄义新．主机遥控加速度限制性能分析及改进的探讨．船电技术，1999，第6期
24．陶永华，尹怡新，葛芦生．新型PID控制及应用．机械工业出版社，2001
25．蔡自兴．智能控制—基础与应用．国防工业出版社，1998
26．王立新．自适应模糊系统与控制—设计与稳定性分析．国防工业出版社，1995
27．王顺晃，舒迪前．智能控制系统及其应用．机械工业出版社，1995
28．王俊普．智能控制．中国科学技术大学出版社，1996
29．刘和平，严利平，张学锋，卓严锋．TMS320LF2407DSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2002
30．戴明桢，周建江．TMS320C54xDSP结构、原理及应用．北京航空航天大学出版社，2001
31．翁史烈．船舶动力装置仿真技术．上海交通大学出版社，1991
32．刘和平等．TMS320CLF240xDSP C语言开发应用．北京航空航天大学出版社，2003
33．JeffProsise．MFC Windows程序设计(第二版)．清华大学出版社，2001
34．Charles Petzold．Windows程序设计(第五版)．北京大学出版社，1999
35．Everet N．Mckay，Mike Woodring．Windows程序调试，中国电力出版社，2002
36．官章全，刘家明．Visual C++6.0类库大全．电子工业出版社，1999
37．李人厚．智能控制理论与方法(第一版)．西安电子科技大学出版社，1993
38．王本明．船舶柴油主机遥控系统(第二版)．青岛远洋船员学院出版社，2001
39．李春野．16V240Z TB柴油机工作过程数值计算．大连海事大学硕士论文，2001
40．顾宏中，邬静川．增压柴油机增压及其优化控制．上海交通大学出版社，1995
41．彭水生等．大型低速船用增压柴油机工作过程仿真，大连海事大学学
报，1996，第3期
42．王惠刚．计算机仿真原理及应用．国防科技大学出版社，1994
43．王长林．柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真．船舶工程，1996，第6期
44．何克忠等．计算机控制系统分析与设计(第一版)．清华大学出版社，1988
45．朱建元等．轮机模拟器柴油主机动态过程实时仿真．船舶工程，1998，第3期
46．王妍等．基于DSP的空间电压矢量法PWM的研究．电机与控制学报2000，第2期
47．赵金等．基于7MS320F240的直接转矩控制系统研究．电力电子技术，2000，第10期
48．周向阳．DSP和PC异步串行通讯设计．电测与仪表，2000，第三期
49．倪超．TMS320LF2407A与PC多机串行通信的一种典型方法．电子工程师，2003，第一期
50. TMS320LF240xA DSP Controllers System and Peripherals Reference Guide. Texas Instruments
51．付杰．用MFC实现串口编程．http://www.giwtech.com/serialcomm.htm,2000．8
52．龚建伟．串口调试助手源程序及编程详细过程．http://www.gjwtech.com/serialcomm.htm
53．徐元蓓．控制系统数字仿真．北京理工大学出版社，1998
54．张令明．柴油机调速系统动态仿真与最佳设计分析．内燃机工程，1996，第17期
55．段晖辉，高世伦，金寿吉．柴油机数字式电子调速器．华中理工大学学报，Vol．25
56．朱栩．船舶柴油机实时遥控仿真系统与智能控制．硕士论文，2001．
57．胡晚霞等．PID控制器参数快速整定的新方法．自动化与仪器仪表，1996，第5期
58．舒迪前，李春涛，尹怡欣，具有二次型性能指标的单神经元自适应PID控制器及其应用，电气自动化，1997，第1期