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IMC-PID控制器在PCT-14气压控制系统上的性能分析

Performance analysis of IMC-PID controller on PCT-14 air pressure control system.

作者信息

Ningsih Wahyuni, Suharti Profiyanti Hermin, Ghani Mohammad

机构信息

Department of Chemical Engineering, Politeknik Negeri Malang, Malang 65141, Indonesia.

Faculty of Advanced Technology and Multidiscipline, Universitas Airlangga, Surabaya 60115, Indonesia.

出版信息

MethodsX. 2024 Sep 20;13:102966. doi: 10.1016/j.mex.2024.102966. eCollection 2024 Dec.

DOI:10.1016/j.mex.2024.102966
PMID:39381349
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11460464/
Abstract

This research presents a comprehensive performance analysis of the IMC-PID controller implemented in the PCT-14 air pressure control system, a platform ideal for experimenting with various control methodologies. The study aims to compare the effectiveness of the IMC-PID controller with IMC-PIDF, Good Gain - PID and Skogestad's - PI controllers, focusing on response time characteristics based on the simulation of the PCT-14's transfer function. Performance analysis is conducted by comparing system response characteristics to set point changes, including rise time, overshoot, settling time, peak time, and steady-state error. To validate the controller's effectiveness, performance index value such as Integrated Absolute Error (IAE) was calculated. The research findings indicate that the IMC-based PID controller outperforms the Good Gain - PID, Skogestad-PI, and IMC-PIDF controllers in handling set point changes.•Simulating the transfer function of the PCT-14 air pressure control system to examine the response time characteristics of the IMC-PID, IMC-PIDF, Good Gain - PID, and Skogestad's - PI controllers.•Conducting a performance analysis by comparing system response characteristics in response to changes in set point values.•Calculating performance index value, IAE to assess the controllers' effectiveness.

摘要

本研究对在PCT - 14气压控制系统中实现的内模控制比例积分微分（IMC - PID）控制器进行了全面的性能分析，PCT - 14是一个用于试验各种控制方法的理想平台。该研究旨在比较IMC - PID控制器与IMC - PIDF、良好增益 - PID和斯科格斯特德 - PI控制器的有效性，重点基于PCT - 14传递函数的仿真来研究响应时间特性。通过将系统响应特性与设定值变化进行比较来进行性能分析，包括上升时间、超调量、调节时间、峰值时间和稳态误差。为验证控制器的有效性，计算了诸如积分绝对误差（IAE）等性能指标值。研究结果表明，基于内模控制的PID控制器在处理设定值变化方面优于良好增益 - PID、斯科格斯特德 - PI和IMC - PIDF控制器。

• 对PCT - 14气压控制系统的传递函数进行仿真，以研究IMC - PID、IMC - PIDF、良好增益 - PID和斯科格斯特德 - PI控制器的响应时间特性。

• 通过比较系统对设定值变化的响应特性来进行性能分析。

• 计算性能指标值IAE以评估控制器的有效性。

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本文引用的文献

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