[发明专利]基于参数稳定域的PIλDμ控制器参数整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及PID控制领域，尤其涉及一种在参数稳定域内整定PI^λD^μ控制器参数的方法。 

背景技术

对PI^λD^μ控制器整定方法的研究是近年来控制领域研究的一个热点，并出现了一系列令人瞩目的成果。其中，对于整数阶或分数阶时滞系统进行PI^λD^μ控制器参数稳定域的研究得到了较大发展。Serdar E H首次提出了一种解决方法，即在(K_p,K_i,K_d)系数空间中确定全局稳定域的集合，通过改变给定的阶次λ,μ值得到最大稳定域。该方法运用D分割原理，通过求得实根边界(RRB)、复根边界(CRB)与无穷根边界(IRB)以确定稳定域的范围。此后，随着现代科学技术的快速发展，PI^λD^μ控制器整定技术的研究也在不断深化，各种各样的整定方法不断涌现。如针对积分时间滞后系统，求取了分数阶PD^μ控制器参数的稳定域；对一阶时滞不稳定系统的稳定分数阶PD^μ控制器的设计进行了研究，并讨论了微分阶次μ对不稳定一阶时滞系统稳定性的影响；采用图形化方法判定分数阶时滞系统的积分增益与微分增益的稳定空间；针对PI^λ和PI^λD^μ控制器分别给出了在(K_p,K_i)平面和(K_p,K_i,K_d)空间上的全局稳定域。而对于任意给定的分数阶系统的研究方法也有多种，如在基于D分割原理求取控制器参数稳定域基础之上，利用一类一阶控制器进行镇定的解决方法；针对无法获得系统传递函数而仅根据系统的频率响应求取稳定边界等。 

但是，目前PI^λD^μ控制器参数稳定域的研究，大都集中在对不同系统采取何种形式的控制器以及如何求取最大稳定域展开的，却没有给出最优控制器的具体设计方法。因此，在得到的稳定域内，如何确定满足系统性能要求的最优控 制器是目前特需解决的问题。 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于参数稳定域的PI^λD^μ控制器参数整定方法，该控制器所在控制系统包括C(s)表示的分数阶PI^λD^μ控制器，G(s)表示的被控过程以及T表示的虚拟模块，其中G(s)=N(s)D(s)e-sTd,]]>T=Me^-jθ， 

式中 

0<λ,μ<2N(s),D(s)为关于s的多项式，分别为：