[發(fā)明專利]一種用于一階時滯組合積分控制系統(tǒng)的性能評價方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810399474.6 | 申請日： | 2018-04-28 |
| 公開（公告）號： | CN108628288B | 公開（公告）日： | 2021-05-04 |
| 發(fā)明（設計）人： | 鄭浩;任正云;陳安鋼;范智平;文盼;陳毅;吳姍姍 | 申請（專利權(quán)）人： | 東華大學 |
| 主分類號： | G05B23/02 | 分類號： | G05B23/02 |
| 代理公司： | 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31233 | 代理人： | 宋纓;錢文斌 |
| 地址： | 201620 上海市*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 一階 組合 積分 控制系統(tǒng) 性能 評價 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用于一階時滯組合積分控制系統(tǒng)的性能評價方法，包括以下步驟：使用絕對誤差積分性能指標對系統(tǒng)動態(tài)過程性能進行評價，并以此為標準對控制器進行優(yōu)化，使得系統(tǒng)滿足其性能指標范圍；在優(yōu)化的控制器基礎上對其魯棒性指標進行分析，通過監(jiān)測系統(tǒng)魯棒性指標與控制器參數(shù)間的變化曲線，對控制器參數(shù)進一步調(diào)整，使得其控制性能最大化。使用本發(fā)明指導新設計的組合積分控制器對于一階時滯組合積分過程的控制效果有著響應速度快，魯棒性能好的特點。
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領域，特別是涉及一種用于一階時滯組合積分控制系統(tǒng)的性能評價方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)如今，一個完整的流程工業(yè)生產(chǎn)過程中有著成百上千個不同類型的控制回路，它們均在不同的條件下運轉(zhuǎn)。同時，應用于它們的控制器也是不盡相同，如：PID控制器及其各種改進型控制器、Smith預估控制器、預測PI/PID控制器等。如何針對控制器的性能進行評價和優(yōu)化直接影響到整個控制系統(tǒng)的控制效果。一般地，控制器性能的評價主要分為：采集控制系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)、選擇制定性能評價準則、設計基準控制器、針對控制器作出性能評價、制定調(diào)整方案等幾步。
針對相對應的被控對象設計其基準控制器，是控制器性能評價和優(yōu)化的重要步驟之一，選擇恰當合適的控制策略是是否能夠?qū)刂苹芈沸阅苓M行準確評價的基礎。在對實際的工業(yè)控制回路進行評價是，主要考慮其穩(wěn)定性、準確性以及快速性三個方面。針對控制器不同的性能有著不同的評價方法，常見的有隨機擾動抑制能力、系統(tǒng)給定輸入信號的跟蹤能力、負載擾動抑制能力等。往是選取其中兩種或多種性能進行控制器性能指標準則制定，為優(yōu)化控制器提供參考依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于一階時滯組合積分控制系統(tǒng)的性能評價方法，能夠同時對控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和負載擾動的抑制能力進行評價。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種用于一階時滯組合積分控制系統(tǒng)的性能評價方法，包括以下步驟：
(1)使用絕對誤差積分性能指標對系統(tǒng)動態(tài)過程性能進行評價，并以此為標準對控制器進行優(yōu)化，使得系統(tǒng)滿足其性能指標范圍；
(2)在優(yōu)化的控制器基礎上對其魯棒性指標進行分析，通過監(jiān)測系統(tǒng)魯棒性指標與控制器參數(shù)間的變化曲線，對控制器參數(shù)進一步調(diào)整，使得其控制性能最大化。
所述步驟(1)中以為準則對系統(tǒng)中的組合積分控制器進行性能評價，其中，IAEd為絕對誤差積分，τ1為系統(tǒng)第一滯后時間，τ2為系統(tǒng)第二滯后時間。
所述步驟(2)中監(jiān)測系統(tǒng)魯棒性指標與控制器參數(shù)間的變化曲線時，如果魯棒性指標η不滿足1.5≤η≤2.5，則進行控制器參數(shù)整定。
有益效果
由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：本發(fā)明由絕對誤差積分性能和與魯棒性能兩個性能指標綜合而成，絕對誤差積分性能指標對系統(tǒng)的動態(tài)性能進行評價，魯棒性能指標用于對系統(tǒng)抑制負載擾動的能力進行評價。這種性能評價方法易在實際工程中進行應用，具有明確的實際意義。
附圖說明
圖1為一階時滯組合積分對象的絕對誤差積分性能分析圖；
圖2為一階時滯組合積分控制系統(tǒng)較差控制條件下的響應曲線圖；
圖3為一階時滯后組合積分控制系統(tǒng)魯棒性指標與控制器參數(shù)λ間的變化關系曲線圖；
圖4為一階時滯組合積分控制系統(tǒng)中控制器整定前后以及控制器參數(shù)λ優(yōu)化前后的階躍響應曲線圖；
圖5為一階時滯組合積分控制系統(tǒng)性能優(yōu)化前后的絕對誤差性能指標對比曲線圖。
具體實施方式
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