单输入单输出时滞系统的分数阶PID控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单输入单输出时滞系统的分数阶PID控制方法，步骤如下：1)利用工控系统对控制对象进行自动继电反馈辨识，得到被控对象的传递函数模型；2)适当地选取控制器参数积分阶次λ和和微分阶次μ，使其满足条件0＜λ＜2和0＜μ＜2；3)对于给定的λ，μ，通过遍历一个控制参数，计算二维平面上关于另外两个控制参数的稳定域边界线；4)通过判断边界线的哪一侧具有更少的不稳定极点，确定被这些边界线所分割的哪个区域是控制参数的稳定域；5)建立分数阶PID控制器监控模块，通过鼠标点击图形界面上的控制参数稳定域选取控制参数，使其满足预定的性能指标值。本发明专利技术适用于具有任意传递函数模型的单输入单输出系统。

Fractional order PID control method for single input single output delay systems

The present invention discloses a kind of fractional order PID control method, the single input single output system with time delay steps are as follows: 1) to control the object automatic relay feedback identification using industrial control system, transfer function model of the object; 2) selecting the appropriate controller parameter integral order and differential order lambda mu, in order to meet the 0 < lambda < 2 < < 2 and 0 mu; 3) for a given lambda, mu, by traversing a control parameter, calculating the stability domain on the other two control parameters of the boundary line of the two-dimensional plane; 4) through which side judge boundary lines have unstable poles less, was determined which of these segmentation boundary line is the stable domain of control parameters; 5) the establishment of fractional order PID controller monitoring module, by controlling the parameter stability domain of mouse click graphical interface on the selection of control parameters, which can meet the predetermined. Energy index value. The present invention is applicable to a single input single output system with an arbitrary transfer function model.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于工业过程控制
的方法，具体是一种单输入单输出时 滞系统的分数阶PID控制方法。
技术介绍
PID控制器以其结构简单，通用性强及易于操作等优点，被广泛应用于造纸、冶金、 化工和机械等实际工业过程控制系统中。实际运行经验和理论分析都充分证明了 PID控制 器在对众多的工业对象进行控制时能在现场获得满意的控制效果。常规PID控制器的微分 和积分项次数都是整数阶的，而且针对的被控对象也都是整数阶的。然而现实中有许多系 统是属于分数阶的，用整数阶模型来描述这类系统会使数学模型与实际系统之间存在较大 的误差，导致不能准确地描述实际系统的动态特性。过去用整数阶模型描述这类系统是因 为缺乏相应求解分数阶微分方程的数学工具。随着分数微积分理论的不断发展并取得了重 要的成果，可以采用分数阶数学模型描述实际分数阶系统。在很多方面应用分数阶微积分 的数学模型，可以更准确地描述实际系统的动态响应，可以提高对于动态系统的设计、表征 和控制能力。基于分数阶被控系统，I. Podlubny教授提出了分数阶PID控制器。分数阶PIaDij 控制器是对整数阶PID控制器的突破性改进，传递函本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单输入单输出时滞系统的分数阶ＰＩＤ控制方法，其特征在于，具体步骤如下：（１）在系统进入分数阶ＰＩＤ控制器的设计之前，先利用工控系统对控制对象进行自动继电反馈辨识，得到具有如下传递函数的被控对象模型Ｇ（ｓ）＝Ｎ（ｓ）／Ｄ（ｓ）ｅ↑［－θｓ］其中，Ｎ（ｓ）＝＊ｂ↓［ｉ］ｓ↑［β↓［ｉ］］，Ｄ（ｓ）＝＊ａ↓［ｉ］ｓ↑［α↓［ｉ］］，ａ↓［ｉ］，ｂ↓［ｉ］，α↓［ｉ］，β↓［ｉ］，ｉ＝０，１，２，…，ｎ为任意实数且满足β↓［ｎ］＞…＞β↓［１］＞β↓［０］≥０，α↓［ｎ］＞…＞α↓［１］＞α↓［０］≥０和α↓［ｎ］＞β↓［ｎ］。（２）适当地选取分数阶ＰＩＤ控制器Ｃ（ｓ）＝ｋ↓［ｐ］＋ｋ↓［ｉ］／ｓ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧林林，周佩冬，陈宣光，冯远静，俞立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86