基于动态线性化方法的自适应PD控制器的设计.pdf

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1、·32·工业仪表与自动化装置2012年第1期基于动态线性化方法的自适应PD控制器的设计余萍(兰州理工大学电信学院，兰州730050)摘要：传统PD控制对非线性系统和参数时变摄动的控制效果不理想，该文提出一种基于动态线性化方法的自适应PD控制器的设计方法。该方法通过输入输出数据对控制器中的比例增益实时调整，从而获得更强的鲁棒性，改善了动、静态性能。仿真结果表明，所提出的方法对系统的参数摄动具有较好的控制效果。关键词：动态线性化；PD控制器；无模型自适应控制；非线性不确定系统中图分类号：TP273．2文献标志码：A文

2、章编号：1000—0682(2012)01—0032—03ThedesignofadaptivePDcontrollerbasedondynamiclinearizationmethodYUPing(CollegeofElectricalandInformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：TraditionalPDcontrolstothenonlinearsystemandtheparamete

3、rtime—variableperturba—tioncontroleffectisnotidea1．ThispaperpresentsamethodbasedondynamiclinearadaptivePDcon-trollerdesignmethod．Themethodofthecontrollerinputandoutputdatainreal—timeadjustmentoftheproportionalgain，whichwasmorerobust，improvedynamicandstaticper

4、formance．Simulationresultsshowthatthemethodproposedinthispaperthesystemparameterperturbationhasgoodcontroleffect．Keyword：dynamiclinear；PDcontroller；freeadaptivecontrol；nonlinearuncertainsystem偏导数(pseudo．partia1．derivative)概念动态线性化非0引言线性系统，提出了单输入单输出非线性系统的无模在控制理

5、论发展迅速的情况下，PID控制器仍型自适应控制算法，其特点是所设计的控制器不依然是工业控制过程中最常见的一种控制器¨J。赖于对象模型。它具有结构简单、稳定性好、可靠性高、现场工程师该文借助PPD和无模型自适应控制思想J，易操作和调整等优点，因而得到广泛应用。由于实设计出基于动态线性化方法的自适应PD控制器，际的工业现场存在诸多不确定性，即使具有最优的根据输入输出数据，在线自适应调整比例增益，从而PID参数，其控制效果仍不甚理想，而对于复杂非线实现对非线性对象较好的控制。仿真实验说明该设性系统，PID参数整定非常困

6、难。计方法具有较高的控制精度，对于过程参数摄动有非线性系统是常见的难以控制的对象，可用下较强的鲁棒性。式来描述：1基于动态线性化方法的自适应PD控制的Y(k+1)=_厂(Y(k)，⋯，Y(尼一n)，M(k)，⋯，设计“(一m))(1)其中：n和m分别是输入输出的阶次，和Y分别是1．1动态线性化模型对象的输入输出是非线性映射函数。对于非线性系统(1)，给出如下假设：使用非线性映射厂来表征实际非线性过程是比假设1非线性函数．厂(⋯)对于输入n()的偏较困难的。动态线性化方法是侯忠生教授利用导数是连续的。过程控制中存在

7、大量输入输出数据的特点，通过伪假设2系统(1)的输出输入是可观测的，可控制的，即：对某一系统一致有界的期望输出信号收稿日期：2011—08—26作者简介：余萍(1979)，女，甘肃兰州人，工程师，主要从事工业Y(k+1)，存在一致有界的可行控制输入信号，使自动化技术，先进控制理论等的研究工作。得系统在此控制输入信号的驱动下其输出等于系统2012年第1期工业仪表与自动化装置·33·的期望输出。()=假设3系统(1)是广义Lipsehitz的，即满足对(查二2[±：(2][A+(k)][(T+Td)e(k)一Tde(

8、k一1)]+任意和Au(k)≠0有lAy(+1)l≤6lAu()I，其中Ay(+1)=Y(+1)一Y()，△M()=“()一rp(后)[y(+1)一y(k)]⋯(一1)，b是常数。[A+()][(T+rd)e(k)一rde(k一1)]以上假设对于一般系统容易实现，因此得出以可见(k)的在线调整值需伪偏导数估计。下定理：传统的参数估计准则函数应该是极小化系统模定理1若非l生