[發明專利]一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器

在審

• 申請號: 201810141465.7
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108490767A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 尹浩;鄧剛毅;林淑怡;張衛東;羅均;韓華翔
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，二自由度控制器包括用于鎮定不穩定過程和抑制擾動的鎮定控制器G_d，以及用于控制輸入響應性能的性能控制器G_c和濾波器F，所述的二自由度控制器的傳遞函數為：

Y(s)＝Y_r(s)R(s)+Y_d(s)D(s)，

其中，Y(s)為二自由度控制器輸出，R(s)為二自由度控制器輸入，D(s)為擾動，為對象模型的傳遞函數，Ge^-Ls為實際對象的傳遞函數,G_m為對象模型的傳遞函數中除延時部分以外的傳遞函數，G為實際對象的傳遞函數中除延時部分以外的傳遞函數，L_m、L為延時時間，s為拉普拉斯變換中的復變量。

2.根據權利要求1所述的一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，所述的鎮定控制器G_d為PID控制器：

k_p為鎮定控制器比例參數，k_i為鎮定控制器積分參數，k_d為鎮定控制器微分參數，s為復變量。

3.根據權利要求2所述的一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，鎮定控制器k_p、k_i和k_d通過如下方式獲取：

(11)將實際對象轉化為一階不穩定時滯對象，即：

則鎮定控制器k_p取值為：

其中α₁是以下方程在(0,π)區間內的解：

k和T為一階不穩定時滯對象的參數；

(12)滿足k_p取值范圍條件下選取使得二自由度控制器的擾動輸出響應的極點位于坐標軸左平面內的k_i和k_d。

4.根據權利要求1所述的一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，性能控制器G_c為PI控制器：

K_c為性能控制器比例參數，T_i為性能控制器積分參數，s為復變量。

5.根據權利要求4所述的一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，性能控制器G_c的參數通過如下方式得到：

將實際對象轉化為一階不穩定時滯對象，即：

則：

T_i＝γ，

λ為設定常數。

6.根據權利要求5所述的一種工業不穩定時滯過程二自由度控制器，其特征在于，濾波器F為：

λ₁為設定常數。