時滯系統(tǒng)PID控制器穩(wěn)定裕度設(shè)計的圖解法.pdf

1、PID控制算法是迄今為止最通用的控制策略。有許多不同的方法以確定合適的控制器參數(shù)。這些方法區(qū)分于復(fù)雜性、靈活性及使用的過程知識量。一個好的整定方法應(yīng)該對以下特性進(jìn)行合理的折衷:負(fù)載干擾衰減，測量噪聲效果，過程變化的魯棒性，設(shè)定值變化的響應(yīng)，所需模型，計算要求等。我們需要簡單、直觀、易用的方法，這些方法需要較少的信息，并能夠給出合適的性能。我們有時也需要那些具有更多的信息及計算量，但能給出較好性能的較復(fù)雜的方法。對于不同的控制要求、不同的

2、系統(tǒng)先驗知識，考慮用不同的方法，這些算法要求要考慮到收斂性、直觀、簡單易用，還要綜合抗負(fù)載干擾、過程變化的魯棒性，最優(yōu)性，并能根據(jù)盡可能少的信息和計算量，給出較好的結(jié)果。
　　本論文針對帶滯后因子的被控對象，采用PID控制器，討論系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度的設(shè)計問題。利用幅值-相角裕度測試器技術(shù)，在PID控制器參數(shù)穩(wěn)定域內(nèi)，分別繪制幅值裕度曲線和相角裕度曲線，進(jìn)而基于一種時滯系統(tǒng)圖解穩(wěn)定性判據(jù)識別出滿足給定的幅值裕度和相角裕度的參數(shù)

3、區(qū)域。仿真結(jié)果驗證了本文方法設(shè)計的PID控制系統(tǒng)，具有良好的魯棒性和動態(tài)響應(yīng)品質(zhì)。用圖解法確定PID控制器參數(shù)的穩(wěn)定域并進(jìn)行穩(wěn)定裕度的設(shè)計，不需繁雜的數(shù)學(xué)計算，可直接用系統(tǒng)仿真的方法進(jìn)行，方法直觀、簡單，可應(yīng)用于任意有滯后或無滯后的被控對象，具有一定的普遍性和工程意義。通過在可行區(qū)域上進(jìn)行其他性能指標(biāo)尋優(yōu)，如相角裕度和幅值裕度，可以求出滿足相應(yīng)指標(biāo)集的PID控制器參數(shù)區(qū)域，從而可以大大提高控制器的設(shè)計效率。該方法適用于絕大多數(shù)工業(yè)控制系