[發明專利]一種ITAE最優N型系統構建方法

在審

• 申請號: 201510925368.3
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105425580A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 蔡濤;楊靜遠;陳杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

1.一種ITAE最優系統的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、首先，確定所要構建的系統的階數m和型別n，并獲得該系統的閉環傳遞函數標準型；其中，n,m均為整數，且0≤n≤m；

然后，采用參數優化搜索算法，按照多目標優化的ITAE指標對所述閉環傳遞函數尋求所述系統的ITAE最優參數β_i；其中，i＝m-1,m-2,...,1；

最后，根據獲得的系統ITAE最優參數β_i，得到ITAE最優系統的開環傳遞函數；

步驟2、對于相對階數為k的被控對象，通過采用k+1階的擴張狀態觀測器ESO對所述被控對象的輸出進行狀態反饋，由此將被控對象化簡成積分串聯標準型或欠標準型的廣義被控對象，其傳遞函數為：

Gp_ESO(s)=1sp(sk-p+βm-1sk-p-1+βm-2sk-p-2...+βn)]]>

其中，0≤p≤k,且p,k均為整數，k-p＝m-n；s為微分算子，β_n，…β_m-2，β_m-1即為步驟1獲得的ITAE最優系統的參數β_i中的部分參數值；

步驟3、在步驟2獲得的被控對象傳遞函數的基礎上，設計ITAE最優N型控制器，通過串聯多個PID控制器和/或PI控制器來配置零點，由此構成ITAE最優N型控制器的傳遞函數：

ITAEctrl(s)=βn-1sn-1+βn-2sn-2+...+β1s+1sn-p]]>

該ITAE最優N型控制器傳遞函數與步驟2得到的被控對象傳遞函數共同形成步驟1所述的ITAE最優系統的開環傳遞函數；

步驟4、將步驟3得到的ITAE最優N型控制器的輸出作為步驟2得到的廣義被控對象的輸入，由此構建得到對應的階數為m、型別為n的ITAE最優系統。

2.如權利要求1所述的一種ITAE系統的構建方法，其特征在于，所述參數優化搜索算法包括遺傳算法、模擬退火和粒子群算法。