[发明专利]大时滞系统的阻尼智慧PI控制方法

摘要

大时滞过程之所以难以控制，其根本原因在于信息反馈不及时，从而导致基于反馈信息的控制器对该类系统显得无能为力。针对大时滞系统的控制问题,发明了一种不依赖于受控对象模型的阻尼智慧比例‑积分(Damping Wisdom Proportional‑Integral,DWPI)控制方法。该方法将阻尼因子引入到比例增益，并根据时滞估计值和系统时间常数估计值即可整定DWPI控制器增益。理论分析了由DWPI控制器组成的闭环控制系统不仅是全局渐近稳定的，而且还具有良好的抗扰动鲁棒性和参数摄动鲁棒性。数值仿真实验验证了理论分析的正确性，因而是一种有效的控制方法,在时滞系统控制领域具有广泛的应用价值。

主权项

1.一种阻尼智慧PI控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据期望轨迹r，结合时滞对象的实际输出y，建立跟踪误差e1和积分e0分别为：2)根据步骤1)获得e1和e0后，定义所述DWPI控制器为：其中，阻尼因子0<η<1。3)根据步骤2)获得DWPI控制器模型后，相关参数分别整定如下：时滞对象控制增益：b0＝K0/T0DWPI控制器速度因子：zc＝α/(T0+τ0)其中，1<α<2，K0是时滞对象系统增益K的估计值；T0和τ0分别是时滞对象系统时间常数T的估计值和时滞τ的估计值。4)根据步骤3)获得的参数整定规则，并结合时滞对象的单位阶跃响应曲线：y(t)＝y1(t‑τ)＝K[1‑e‑a(t‑τ)]ε(t‑τ)可直观获得系统的时滞估计值τ₀和系统增益估计值K₀＝max[y(t)]，进而获得系统时间常数T的估计值：且t_k>τ。