一种解析的模糊ＰＩ自整定方法

2012年02月22日15:09:42 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

作者：沈　平１，段小刚１，李涵雄１，２
（中南大学机电工程学院香港城市大学制造工程及工程管理系）

摘　　　要：针对模糊ＰＩＤ控制器缺乏系统的整定方法的问题，提出了一种解析的基于增益
裕度和相位裕度的模糊ＰＩ控制器的参数自整定方法。首先推导出模糊ＰＩ控制器的解析模型，
该解析模型包括线性控制器和非线性补偿控制器２个部分。参数整定时，将非线性补偿控制器
看作过程的扰动，由线性控制器和被控对象的一阶纯时滞模型，基于系统的增益裕度和相位
裕度，导出模糊ＰＩ控制器的参数。仿真结果表明，对于时变高阶系统，和传统的ＰＩ控制器相
比，模糊ＰＩ控制器具有鲁棒性强，超调小，调整时间短等优点。
关　键　词：模糊ＰＩ；自整定；增益裕度；相位裕度

引　言：对于高阶、时变、非线性等工业过程，传统的ＰＩＤ控制通常达不到理想的控制效果。由于鲁棒性强，模糊ＰＩＤ控制器在工业界得到了越来越广泛的应用［１３］。但因缺少系统的参数整定方法，模糊ＰＩＤ器仍然不方便使用［１］，限制了它的进一步推广与应用。模糊ＰＩＤ控制器的整定一般采用调整比例因子和规则库参数二者相结合的方法［４］，但模糊ＰＩＤ控制器是非线性控制器，改变规则库参数引起非线性加强，解析异常困难［４］。故模糊ＰＩＤ控制器整定仅调整比例因子，但由于非线性的影响，解析依旧很困难，所以模糊ＰＩＤ控制器整定常采用定性的方法［４７］，而定性的方法不方便工业的应用。基于工业界通常采用ＰＩ控制的事实，本文提出一种解析的基于增益和相位裕度的模糊ＰＩ参数自整定方法。首先推导出模糊ＰＩ的解析模型，然后根据被控对象的一阶纯时滞模型，采用增益和相
位裕度的方法，导出模糊ＰＩ控制器的参数。仿真结果表明模糊ＰＩ控制具有鲁棒性强，超调小，调整时间短等优点。

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