魯棒PID控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、在現(xiàn)實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，特別是過(guò)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，PID由于其簡(jiǎn)單可靠、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性較好的優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用。但是實(shí)際工業(yè)過(guò)程的控制對(duì)象往往是非線性、具有延遲、帶有一定的不確定性的，用固定參數(shù)的常規(guī)PID控制器往往得不到很好的控制效果。為了增強(qiáng)常規(guī)PID控制器對(duì)不確定性的容忍能力，即魯棒性，魯棒PID控制器的研究就顯得很有意義了。然而在魯棒PID控制系統(tǒng)的研究中，它們幾乎都是采用完全微分PID。眾所周知，完全微分PID的微分作

2、用只持續(xù)一個(gè)周期，微分作用相當(dāng)于不怎么起作用，從而不能達(dá)到有效超前控制誤差的目的。同時(shí)由于該周期幅值過(guò)大，很容易造成計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的溢出，甚至?xí)o系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來(lái)不利的影響。為了克服這些不利影響，有必要研究魯棒不完全微分PID控制器。本文的研究?jī)?nèi)容如下： 一、介紹了不完全微分PID控制器，同時(shí)以不完全微分PID控制器為基礎(chǔ)，綜合遺傳算法，對(duì)控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出了基于遺傳算法的魯棒不完全微分PID控制器，利用優(yōu)化得到的PI

3、D控制器參數(shù)使系統(tǒng)取得了很好的控制效果。 二、利用youla參數(shù)化理論、Pade近似、綜合運(yùn)用靈敏度極小化原理設(shè)計(jì)了基于H∞的魯棒不完全微分PID控制器，給出了該控制器的參數(shù)化表達(dá)式，這種控制器只需要整定一個(gè)參數(shù)，方便了控制器的整定過(guò)程。由于在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了系統(tǒng)的魯棒性，所以利用該魯棒PID控制器所控制的系統(tǒng)具有較高的魯棒性。 三、將上述兩種方法應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程，對(duì)于帶有一定不確定性的工業(yè)控制過(guò)程進(jìn)行仿真，研究結(jié)果表明上述兩