具有參數(shù)不確定性線性系統(tǒng)的IMC-PID控制器設(shè)計.pdf

1、控制系統(tǒng)控制品質(zhì)的好壞直接決定了生產(chǎn)品質(zhì)和效益，而工業(yè)過程控制中百分之九十以上的控制器仍是PID控制器。于是，PID控制器參數(shù)整定一直以來是工程應(yīng)用和理論研究的核心問題之一。眾多PID整定法中，IMC-PID控制器參數(shù)整定方法脫穎而出，越來越廣受工業(yè)控制過程的青睞。原因在于，基于IMC的PID控制器對模型要求較低，甚至在高階低階、不穩(wěn)定或非線性等情況下，它都能獲得有效的控制品質(zhì)。而且IMC-PID僅有一個整定參數(shù)，該參數(shù)調(diào)整與系統(tǒng)動態(tài)品

2、質(zhì)和魯棒性的關(guān)系比較明確，從而無需繁雜的整定就可以使系統(tǒng)同時具有較好的穩(wěn)定性和魯棒性。
　　由于需要確切的先驗知識或工藝參數(shù)的有效估計，傳統(tǒng)的確定性優(yōu)化方法無法處理具有參數(shù)不確定性的線性控制系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計和最優(yōu)性能問題。于是，本文采用創(chuàng)新的內(nèi)模控制原理來設(shè)計相應(yīng)的PID控制器，成功處理了線性時滯系統(tǒng)的參數(shù)不確定性。期間，我們重點探討了內(nèi)模PID控制的兩個基本問題:參數(shù)整定和性能指標優(yōu)化。
　　本文主要研究基于內(nèi)模原理

3、的PID(IMC-PID)控制及其在具有參數(shù)不確定性的FOPDT過程中的應(yīng)用，其核心設(shè)計理念是借鑒在IMC-PID整定中常用的麥克勞林展開式和一階泰勒近似，巧妙采用類似的近似法獲得IMC-PID控制器整定規(guī)則，通過整定唯一的濾波器參數(shù)，尋找使系統(tǒng)同時滿足良好穩(wěn)定性和魯棒性能的濾波器時間常數(shù)，將這種整定方法分別應(yīng)用于僅考慮單參數(shù)不確定性（時延）和多參數(shù)不確定性（時延和時間常數(shù)）的一階加純滯后系統(tǒng)，繼而分別從概率和擬合的角度尋求和最小化IA