[發明專利]一種針對分數階時滯系統的預估補償分數階PI控制方法

有效

• 申請號: 201810076261.X
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108107714B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 邵克勇;張軼;郭浩軒;張圣崎;周莉園;閆昱君
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

本發明公開了一種針對分數階時滯系統的預估補償分數階PI控制方法，包括：構建具有預估補償的分數階時滯系統，所述分數階時滯系統為被控對象；根據所述被控對象構建具有預估補償分數階PI控制器的閉環控制系統；給定穩態誤差區間，根據所述穩態誤差區間確定所述預估補償分數階PI控制器使所述分數階時滯系統最快或者在給定時間區間內達到所述給定穩態誤差區間的合理比例系數。可以解決分數階系統的控制效果不佳，設計過程復雜，不能較好的應用于分數階系統的問題。

技術領域

本發明涉及控制領域，具體說是一種針對分數階時滯系統的預估補償分數 階PI控制方法。

背景技術

目前，在分數階系統中，均存在時滯現象，系統時滯會對控制系統造成不 利影響。在分數階系統的控制效果不佳，設計過程復雜，不能較好的應用于分 數階系統。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種針對分數階時滯系統的預估補償分數階PI控制 方法，以解決分數階系統的控制效果不佳，設計過程復雜，不能較好的應用于 分數階系統的問題。

本發明提供一種針對分數階時滯系統的預估補償分數階PI控制方法，包括：

構建具有預估補償的分數階時滯系統，所述分數階時滯系統為被控對象；

根據所述被控對象構建具有預估補償分數階PI控制器的閉環控制系統；

給定穩態誤差區間，根據所述穩態誤差區間確定所述預估補償分數階PI控 制器使所述分數階時滯系統最快或者在給定時間區間內達到所述給定穩態誤差 區間的合理比例系數。

優選地，根據所述分數階時滯系統輸入輸出有界的條件，確定所述預估補 償分數階PI控制器的比例環節的比例系數。

優選地，根據所述比例環節的比例系數以及所述給定穩態誤差區間，確定 使所述分數階時滯系統最快達到所述給定穩態誤差區間的積分環節的比例系 數。

優選地，求取所述分數階時滯系統在階躍輸入條件的穩態值，根據所述穩 態值確定所述穩態誤差區間。

優選地，求取所述分數階時滯系統的穩態值的方法在于：將所述分數階時 滯系統的傳遞函數分解為第一部分和第二部分；

所述第一部分和所述第二部分的系數除分數階系數外，其他系數均為共軛 轉置關系；

將所述第一部分和所述第二部分進行拉氏逆變換，分別得到所述第一部分 的第一時域表達式和所述第二部分的第二時域表達式；

根據所述第一時域表達式和所述二時域表達式求取所述分數階時滯系統的 時域響應；

根據所述時域響應得到所述分數階時滯系統在階躍輸入條件的穩態值。

優選地，所述具有預估補償的分數階時滯系統構造的方法在于：

分數階系統串聯時滯環節，構成第一分數階時滯系統；然后

所述分數階系統重新串聯所述時滯環節后，在減去所述分數階系統，得到 第二分數階時滯系統；

所述第一分數階時滯系統和所述第二分數階時滯系統并聯。

優選地，所述閉環控制系統為反饋環節為1的負反饋。

本發明至少具有如下有益效果：

本發明提供一種針對分數階時滯系統的預估補償分數階PI控制方法，以解 決分數階系統的控制效果不佳，設計過程復雜，不能較好的應用于分數階系統 的問題。

附圖說明

通過以下參考附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、 特征和優點更為清楚，在附圖中：