基于数据驱动的时滞系统PID控制器镇定方法技术方案

一种基于数据驱动的时滞系统PID控制器镇定方法。首先利用多频率点的继电辨识，给出被控时滞对象的输入输出频域响应数据，并提取出特性参数；然后，由PID镇定的必要条件得到PID控制器中比例增益kp的最大可允许稳定范围；对于固定的kp取值，得到能使闭环系统稳定的充要条件，从而确定能使闭环系统稳定的关于PID控制器中微分增益kd和积分增益ki的二维参数域，该二维稳定域具有凸多边形特性；通过遍历kp的最大可允许稳定范围，并对每个kp的遍历点，确定(kd,ki)的二维稳定域，从而获得PID控制器的稳定集。只要在所得到的PID控制器稳定集中选取控制参数，均能保证闭环系统的稳定性。该方法在不需要获得时滞对象的传递函数或状态空间模型的情况下，基于频率响应数据给出了一种PID控制器镇定方法，避免了模式辨识的复杂计算过程，为无模型时滞系统的PID控制器设计提供了一条简单有效的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种用于工业过程控制
的方法，具体是一种基于数据驱动的时滞系统PID控制器镇定方法。
技术介绍
工业生产过程中广泛地存在着时滞现象，时滞的存在使得被控量不能及时地反映系统所承受的扰动，从而产生明显的超调，导致控制系统的稳定性变差，调节时间延长，对控制系统的性能产生不良的影响，甚至造成系统的不稳定，对系统的设计和控制增加了很大的困难。因此，针对时滞过程的控制方法一直是控制领域研究的重要课题。近几十年来，已有许多学者对时滞系统的稳定性和控制问题进了广泛而深入的研究，取得了一些重要的研究成果，但目前对于该领域的理论和工程实践研究仍有许多问题尚未完全解决，尤其是理论研究与工程实践的脱节问题。虽然以H2和H00为代表的现代控制理论，在时滞系统控制的理论研究方面取得了一些成果，但是这些成果在用于工业过程控制时有其本身的局限性，如对于线性时滞系统，利用这些方法所得到的最优控制器均为真有理结构，而且往往阶次较高，一般与被控对象的阶次相同，甚至更高，故控制器的实现成本很高，很难在工业现场使用。因此，尽管许多现代控制方法不断推出，但在实际工业过程中，PID控制器因其结构简单、阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据驱动的时滞系统PID控制器镇定方法，其特征在于所述控制方法包括以下步骤：(1)?给被控对象一个阶跃输入信号u，对控制系统输出进行滤波，测量其输出端开始出现响应信号y的时间，该时间为被控对象的时滞，用θ表示；(2)?建立包括被控时滞对象G(s)、PID控制器C(s)和转换开关的继电反馈系统，C(s)的形式为：C(s)=kp+kis+kds---(1)其中，kp、ki和kd分别为控制器的比例、积分和微分增益；将继电反馈系统中的开关拨至继电器输入端；(3)?由继电反馈下的输入和输出数据，利用继电反馈辨识，获得被控对象的多点频率响应数据，并根据频率响应数据绘制被控对象的Bode图和Nyqu...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧林林，苏媛，陈骏杰，俞立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：