時(shí)滯系統(tǒng)幾種控制策略研究.pdf

1、論文題目：漬壓科技大學(xué)申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文時(shí)滯系統(tǒng)幾種控制策略研究學(xué)科門(mén)類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：控制科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：阮士濤導(dǎo)師：鄭恩讓教授2016年6月時(shí)滯系統(tǒng)幾種控制策略研究摘要在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，時(shí)滯現(xiàn)象普遍存在，時(shí)滯系統(tǒng)的控制研究一直是控制界所關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。PID控制，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，魯棒性好和便于操作等優(yōu)點(diǎn)，在過(guò)程控制領(lǐng)域得到了最為廣泛的應(yīng)用。時(shí)滯系統(tǒng)的PID控制一直處于不斷的發(fā)展和完善之中。很多先進(jìn)

2、控制方法都可以和PID控制結(jié)合，以使得閉環(huán)系統(tǒng)同時(shí)具有先進(jìn)控制方法性能優(yōu)越和PID控制易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，其中內(nèi)模PID最具有代表性。在過(guò)程控制領(lǐng)域，系統(tǒng)的擾動(dòng)抑制性能是衡量系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，擾動(dòng)觀測(cè)器可以有效補(bǔ)償不可測(cè)擾動(dòng)和未建模動(dòng)態(tài)對(duì)系統(tǒng)性能的不利影響。常規(guī)PID控制器由于其結(jié)構(gòu)上的限制，很難應(yīng)用于某些對(duì)系統(tǒng)性能和魯棒性要求更高的場(chǎng)合，而分?jǐn)?shù)階PID不失為一種有效的控制方案。分?jǐn)?shù)階PID是對(duì)PID控制的一般化，它比PID控制具有更

3、多的自由度，因此可以進(jìn)一步改善系統(tǒng)的性能和魯棒性。本文的主要工作如下：第1章概述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于PID控制的研究現(xiàn)狀。第2章研究了基于失配模型的內(nèi)模PID。通過(guò)繼電辨識(shí)得到對(duì)象的低階模型，并基于低階模型設(shè)計(jì)控制器。無(wú)論對(duì)象階次的高低，所設(shè)計(jì)的內(nèi)模控制器始終具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。并利用Pade公式和泰勒公式推導(dǎo)出了相應(yīng)的內(nèi)模PID的解析表達(dá)式，便于工程應(yīng)用。第3章針對(duì)非最小相位時(shí)滯過(guò)程，研究了一種時(shí)滯系統(tǒng)擾動(dòng)觀測(cè)器控制方案，通過(guò)引入相位超前補(bǔ)償器，

4、有效補(bǔ)償了過(guò)程時(shí)滯對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)抑制性能的不利影響。第4章針對(duì)一階時(shí)滯過(guò)程，研究了兩種分?jǐn)?shù)階Iq”控制器設(shè)計(jì)方法。利用頻域魯棒性能指標(biāo)設(shè)計(jì)控制器，并通過(guò)圖解法求解非線性方程，得到整定參數(shù)，避免了復(fù)雜的非線性數(shù)值優(yōu)化。所設(shè)計(jì)的控制器比常規(guī)PI控制器多一個(gè)整定參數(shù)，可用于改善對(duì)控制對(duì)象參數(shù)變化的魯棒性。第5章針對(duì)一階大時(shí)滯對(duì)象，研究了一種分?jǐn)?shù)階pIx控制器設(shè)計(jì)方法，利用相位裕度指標(biāo)設(shè)計(jì)控制器，并通過(guò)優(yōu)化分?jǐn)?shù)階次九來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象參數(shù)變化的魯