基于QFT回路自動整定的分數(shù)階控制器的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著分數(shù)階微積分理論逐漸滲透到越來越多的研究領(lǐng)域，它與控制理論的結(jié)合引起了人們對分數(shù)階這一即古老又新穎課題的研究熱情。相關(guān)研究證明，采用分數(shù)階控制器可以獲得比傳統(tǒng)整數(shù)階控制器更好的控制性能，分數(shù)階控制器設(shè)計已成為當前的研究熱點。本文針對具有高度不確定性的被控對象，結(jié)合定量反饋理論(Quantitative FeedbackTheory, QFT)和粒子群優(yōu)化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）提出了一種

2、分數(shù)階魯棒控制器設(shè)計方法——基于QFT回路自動整定的分數(shù)階控制器設(shè)計方法。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，介紹了分數(shù)階微積分理論的發(fā)展歷史，及其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用，簡要給出了QFT和PSO的背景知識，對近年來分數(shù)階算子近似化和分數(shù)階控制器設(shè)計的研究現(xiàn)狀進行了分析與總結(jié)。
　　其次，總結(jié)了分數(shù)階微積分理論的基礎(chǔ)知識，主要對分數(shù)階微積分算子的近似化方法進行了對比研究，并利用基于頻域響應(yīng)的近似化方法實現(xiàn)了復雜分數(shù)階控制器的有理化近

3、似。
　　再次，給出了PIλDμ控制器、CRONE控制器和分數(shù)階超前滯后補償器的基本形式以及設(shè)計的大體思想，為文中控制器參數(shù)整定算法提供了待整定的分數(shù)階控制器結(jié)構(gòu)形式。
　　最后，給出了本文控制器設(shè)計方法的主體思路和步驟，提出了QFT回路自動整定的約束條件與目標函數(shù)，針對具有高度不確定性的系統(tǒng)，通過對PIλ Dμ控制器、二代CRONE控制器和新提出的分數(shù)階控制器結(jié)構(gòu)形式驗證本文控制器參數(shù)整定方法，給出了相應(yīng)的仿真曲線，并驗證