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论文中心|计算机应用 ]ITAE在双容纯时滞系统的研究及仿真 |
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| 原文： |
1、引言
1953年，Graham和Lathrop给出满足ITAE最佳控制律的闭环系统传递函数标准型，把一个极为复杂的泛函求极值问题，利用模拟计算机寻优后，变成只用非常简单的代数运算，就能将受控对象设计成优化控制系统，而且具有优良的性能指标，参数整定方便，适合工程应用。
纯时滞系统是一难控系统，也是长期研究的热点，这是因为这类受控对象中含有因子 。半个世纪以来，为了解决这一难题，经历了PID控制 常规优化控制 智能PID控制。效果并不理想，因为尽管它们控制方式不同，但其控制手段都是PID三维空间的不同组合。仅靠这三维控制器来实现纯滞后对象的优化控制，从理论上讲是不可能的[1]。
本文以文献[2]的ITAE最佳传递函数标准型为目标函数，对纯时滞系统的控制进行了研究。与经典PID控制相比，ITAE控制具有更好的性能指标，参数整定更为简单。
2、ITAE基本原理
所谓ITAE最佳控制律是指满足误差绝对值 乘以时间 并对时间 的积分为最小的控制率，即（1）
定性来看，根据它来设计控制系统的参数，具有快速平稳的动态性能。这是因为任何一个控制系统，都是能量变换和传送过程，这种过程不可能瞬时完成，总是需要时间的，因此初始
误差是不可避免的，对控制系统动态性能影响最大的是中频段，反映在时域是 之间。ITAE最佳控制律正好满足这种要求。它对误差 加以时变 的权，在过渡过程之初， 0，权 对 的影响极小；在 之间，随着权 的增加，逐渐加强对 的权 的作用，以抑制误差的增大，促进它加快收敛，因此，ITAE最佳控制律具有快速而又平稳的过渡过程[3]。
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| 目录： |
1、引言
2、ITAE基本原理
3、基于ITAE标准传递函数的控制器设计
4、利用MATLAB对模型仿真 |
| 参考资料： |
[1] 项国波,杨益群,杨启文.一类单容纯时滞系统二次优化控制[J].信息与控制,1995,24 (4 ).
[2] 杨益群,项国波.新的ITAE最佳传递函数标准型[J].黄石高等专科学校学报,1997(1).
[3] 项国波.ITAE最佳控制[M].机械工业出版社,1986.
[4] 钱业青,项国波.纯时滞两次ITAE优化控制系统的背驰定律[J].信息与控制,2000,29(3).
[5] 钱业青,项国波.纯时滞系统的总体满意控制[J].信息与控制,2001,30(1).
[6] 王树青.先进控制技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2001.
[7] 王学雷,邵惠鹤.一种基于Pade近似的频域辨识与频域模型降阶新方法[J].控制理论与应用,2003,20(1).
[8] 尹先斌,周有训.基于Taylor和Pade能逼近的滞后系统IMC—PID研究[J].昆明理工大学学报(理工版),
2006,31(2).
[9] 薛定宇.控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言与应用(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2006.
[10]刘金琨.先进PID控制MATLAB(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2004.
[11]文亮,郑恩让.大纯滞后对象的最优控制[J].微计算机信息,2004,20(4):29-30. |
| 简单介绍： |
| 长期以来，纯时滞系统就一直是工业过程控制中的难控制对象。而工业过程控制常用的PID算法对这类控制对象难以取得令人满意的控制效果。针对这种情况，本文以ITAE最佳传递函数为目标函数来设计控制器，对于滞后环节，利用一阶Pade近似式来近似。在MATLAB的环境下对系统进行仿真研究，并与单纯PID控制进行比较。以算例证明在纯时滞系统中，根据ITAE最佳传递函数来设计控制器比PID控制具有更良好的动态性能，而且参数整定方法更简单，鲁棒性更好，适合在工程范围内广泛应用。 |
 点评资料 :
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