專利名稱：基于數(shù)字h∞pid控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制技術(shù)，尤其是一種連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法。
背景技術(shù)：
PID控制器以其結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)及易于操作等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于造紙、冶金、 化工和機(jī)械等實(shí)際工業(yè)過程控制系統(tǒng)中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制器在實(shí)際控制系統(tǒng)中的使用呈現(xiàn)快速增長的趨勢。主要原因是數(shù)字控制器可靠性高、成本低、靈活性強(qiáng)， 通?？梢垣@得最優(yōu)系統(tǒng)性能，擁有連續(xù)控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。已有許多學(xué)者研究了數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，取得了一些研究成果。然而采用以上方法設(shè)計(jì)的數(shù)字控制器雖然在一定程度上能改善系統(tǒng)的性能，但往往階次較高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是進(jìn)行高階系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)時(shí)，則更加繁瑣因此很難在工業(yè)現(xiàn)場使用。Keel 在文獻(xiàn) Controller Synthesi s Free of Analytical Models Three Term Controller (IEEE Transaction on Automatic Controller，2008，53 (5) : 1353-1369·) 中針對(duì)對(duì)象模型參數(shù)未知的被控對(duì)象，利用系統(tǒng)的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算出了 PID控制器參數(shù)穩(wěn)定集。Norber 在文獻(xiàn) All Stabilizing PID Controllers for Time Delay Systems (Automatica，2009，45 (11) :2678-2684.)中用奇異頻率法確定穩(wěn)定域的三條穩(wěn)定邊界線，并判斷邊界線的哪一側(cè)具有更少的不穩(wěn)定極點(diǎn)，從而確定PID控制器的參數(shù)穩(wěn)定域。曾振平等在文獻(xiàn)確保魯棒性能的PID控制器參數(shù)域的一種確定方法(控制與決策， 2005,20(4) :382-387.)中將混合靈的H00范數(shù)要求轉(zhuǎn)化為一簇復(fù)系數(shù)多項(xiàng)式的穩(wěn)定性要求，采用Hermite-Biehler推廣定理求解多項(xiàng)式穩(wěn)定性，確定了滿足魯棒性能的數(shù)字PID控制器。然而上述文獻(xiàn)針對(duì)的都是無時(shí)滯的離散系統(tǒng)，而關(guān)于時(shí)滯系統(tǒng)的數(shù)字PID控制器穩(wěn)定域求解方法則鮮為報(bào)道。因此，針對(duì)線性連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)，研究滿足H00性能指標(biāo)要求的數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性和魯棒性具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法的計(jì)算復(fù)雜、動(dòng)態(tài)性能較差、不能滿足多性能指標(biāo)、實(shí)用性較差的不足，本發(fā)明提供一種簡化計(jì)算、動(dòng)態(tài)性能良好、有效滿足多性能指標(biāo)、實(shí)用性良好的基于數(shù)字H - PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于數(shù)字H⑴PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法，所述控制方法包括以下步驟1)、利用連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)繼電反饋辨識(shí)，得到具有如下傳遞函數(shù)的被控對(duì)象模型G(s) = ^-e-es(1)
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其中
權(quán)利要求
1. 一種基于數(shù)字H - PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法，其特征在于所述控制方法包括以下步驟1)、利用連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)繼電反饋辨識(shí)，得到具有如下傳遞函數(shù)的被控對(duì)象模型
2.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字H - PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法，其特征在于所述控制方法還包括以下步驟8)、在工控機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID控制器的調(diào)節(jié)、仿真，建立數(shù)字PID控制器監(jiān)控模塊，對(duì)離線仿真、調(diào)試和對(duì)被控對(duì)象的在線控制進(jìn)行切換。
全文摘要
一種基于數(shù)字H∞PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法，先利用工控系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)繼電反饋辨識(shí)，得到被控對(duì)象模型參數(shù)。將滿足H∞性能指標(biāo)的數(shù)字PID控制參數(shù)域確定問題轉(zhuǎn)化成多項(xiàng)式的鎮(zhèn)定問題，計(jì)算出穩(wěn)定域的穩(wěn)定邊界和方向。最后，用GUI軟件工具編制成相應(yīng)的數(shù)字PID控制監(jiān)控模塊進(jìn)行控制器調(diào)節(jié)、仿真與驗(yàn)證，明確給出滿足H∞性能指標(biāo)的數(shù)字PID控制參數(shù)集合，并將設(shè)計(jì)出的數(shù)字PID控制器應(yīng)用到工控系統(tǒng)中對(duì)實(shí)際被控對(duì)象進(jìn)行控制。本發(fā)明提供一種簡化計(jì)算、動(dòng)態(tài)性能良好、有效滿足多性能指標(biāo)、實(shí)用性良好的基于數(shù)字H∞PID控制器的的連續(xù)時(shí)滯系統(tǒng)控制方法。
文檔編號(hào)G05B11/42GK102455660SQ20111044158
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者馮遠(yuǎn)靜, 周佩冬, 歐林林, 蘇媛 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)