時(shí)滯系統(tǒng)H∞PID控制器設(shè)計(jì).pdf

1、在工業(yè)控制領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、性能良好的PID控制器得到了極為廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，在眾多的控制過(guò)程中，時(shí)滯現(xiàn)象普遍存在，它是造成控制過(guò)程不穩(wěn)和性能欠佳的一個(gè)主要原因。另一方面，在實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析中較難處理的另一個(gè)問(wèn)題就是系統(tǒng)中存在的不確定性，解決此類不確定性控制的問(wèn)題屬于魯棒控制問(wèn)題，其中代表性的解決魯棒問(wèn)題的控制理論是H∞控制理論，它將被研究對(duì)象的傳遞函數(shù)的IH∞范數(shù)最小化。本文的研究目的是對(duì)于時(shí)滯系統(tǒng)，結(jié)合PID控制與H∞控制理論，用

2、一種代數(shù)方法來(lái)找到控制器參數(shù)穩(wěn)定域中滿足H∞范數(shù)約束曲線。
　　本文設(shè)計(jì)的PID控制器將保證時(shí)滯系統(tǒng)（一階時(shí)滯系統(tǒng)和二階時(shí)滯系統(tǒng)）的穩(wěn)定性，并且使該系統(tǒng)的靈敏度傳函的H∞范數(shù)小于一定的期望值。設(shè)計(jì)中首先固定PID控制器穩(wěn)定增益kp，然后在(ki，kd)-平面上繪制參數(shù)穩(wěn)定域，而后，在穩(wěn)定域內(nèi),通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臋?quán)函數(shù)，使H∞性能指標(biāo)滿足所提出的要求。文中我們區(qū)分權(quán)函數(shù)為常數(shù)和函數(shù)兩種情況進(jìn)行研究。在繪制滿足H∞范數(shù)條件的邊界曲線時(shí)，通

3、過(guò)代數(shù)試湊的方法選出落入穩(wěn)定域內(nèi)部的ki，kd的取值集合，將其連接成線即是所求約束曲線。最后區(qū)分一階時(shí)滯系統(tǒng)與二階時(shí)滯系統(tǒng)分別研究，并附加設(shè)計(jì)實(shí)例，通過(guò)計(jì)算和MATLAB仿真檢驗(yàn)所得約束曲線是否符合H∞范數(shù)條件，驗(yàn)證階躍響應(yīng)是否能夠達(dá)到穩(wěn)定。
　　本文采用圖解法對(duì)H∞PID控制器參數(shù)進(jìn)行整定，具有直觀、靈活的特點(diǎn)，既可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求便捷準(zhǔn)確的選定參數(shù)，又可以在滿足H∞約束條件下實(shí)現(xiàn)其他方面性能要求，即實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)控制。