专利汇可以提供基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开的基于闭环参考模型的分数阶PID 控制器 参数优化整定方法,步骤为:S1: 选定 理想闭环参考模型,根据系统的控制性能要求选取理想闭环参考模型的截止 频率 ωc和阶次α;S2:根据 闭环系统 的传递函数表达式,结合理想闭环系统模型H(s)及分数阶PID控制器模型Gc(s)推导理想的控制对象模型S3:获取未知被控对象模型Gp(s)的频域响应特性,使与Gp(s)在ω=0和ω=ωx处的响应相同,并求出kp、kd在ω=ωx处与μ的函数关系;S4:通过寻优辨识出未知对象的理想形式中的参数,使在截止 频率范围 内最大限度地接近实际对象Gp(s)的频域响应指标;建立频域响应误差指标,并在0<μ<2对误差指标优化最终得到分数阶控制器的参数。本发明利用系统辨识方法快速得到控制器参数,同时还能保证对理想参考模型的最优逼近。,下面是基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法专利的具体信息内容。
1.基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法,应用于分数阶PID控制的闭环反馈控制结构中,该结构包括被控对象模型Gp(s)和分数阶PID控制器模型Gc(s),其中kp,ki,kd,λ和μ为分数阶PID控制器待定参数;该方法包括以下步骤:
S1:选定理想闭环参考模型 根据系统的控制性能要求选取理想闭环参
考模型的截止频率ωc和阶次α;
S2:根据闭环系统的传递函数表达式,结合理想闭环系统模型H(s)及分数阶PID控制器模型Gc(s)推导理想的控制对象模型
S3:获取未知被控对象模型Gp(s)的频域响应特性,使 与Gp(s)在ω=0和ω=ωx处的响应相同,即二者的Nyquist曲线在ω=0和ω=ωx处相交得到ki的值,并求出kp、kd在ω=ωx处与μ的函数关系;
S4:通过寻优辨识出未知对象的理想形式 中的参数,使 在截止频率范
围内最大限度地接近实际对象Gp(s)的频域响应指标;建立频域响应误差指标并在0<μ<2对误差指标优化 最终得到分数阶控制器的参
数。
2.如权利要求1所述的基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法,其特征在于:步骤S1中,所述的系统的控制性能要求为时域指标,时域指标可以是超调量、调节时间或峰值时间。
3.如权利要求1所述的基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法,其特征在于,所述步骤S2具体是:
根据闭环系统的传递函数表达式,由理想闭环系统模型H(s)及分数阶PID控制器模型推导理想的控制对象模型 推导如下:
令λ=α,则有
所述λ、μ可取小数或者整数。
4.如权利要求1所述的基于闭环参考模型的分数阶PID控制器参数优化整定方法,其特征在于,所述步骤S3具体是:
获取未知被控对象Gp(s)的频域响应数据,假设 与Gp(s)在ω=0和ω=ωx处的频率响应相同,ωx可以选取为原系统的Gp(s)相位裕量的穿越频率|Gp(jωx)|=1:
先选取λ=α, 在ω=0处有意义,有 然后根据
有 根据 kp、kd在ω=ωx处与μ的函数关系为:
其中,
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