灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器.pdf

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1、灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器睬永会，等灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器Auto-tuningOptimalPIControllerSatisfyingSensitivityConstraints跨采金谭功金谭飞俦威牮(鹰嗣理工学院鸯番纯鸯电子绉惠学院，鹰翊鸯贾酗∞∞)摘婺：针对一阶延时(FOPDT)模型，考虑刘阶跃负载的干扰，以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标，利用数值优化运算获取逆镄积分茬制器参数。在过程惯搜时趣与时澎时霾之毖瓣犬蓬垂内，遴避寻拢数基攒舍塞控制器参数滔整公式。最后，耀双通道继电器丽环测试获取过程信息，建

2、藏近似的一阶延时模型来蠢动整定控制器参数。仿真结果证明了此方法的有效性。关键词：比例积分控制器自糖定最优化灵敏度约束一阶延时模型中鼷分类号：TP273．2文献标志粥：AAbstract：Forfirstorderpl璐delaytimefFOPDT}modelsIconsideringtl抡stepe嘶inload，theparametersdtheproporfiomdandill酬(PI)controller㈣obtainedbyoptimizingoperationwiththeproductofminimizingtimeandabso

3、luteerrorintegrationormaximumintegralgainastheobject；withinthelargeraiseoftheratioofprocessinertiatimeandtimedehy。byadoptingnumericalfitting。theadjustingformulaforp鳓e§e器ofcontrollerisobtained；finally．processinformationisacquiredwithdualchannelrelayclosedlooptest。tOestablisha

4、pproximateFOPDTmodelforautotuningparametersofthecontroHer．Theresultofsimulationshow8thatthemethodpmpesediseffective．Keywords：PIcontrollerAuto-tuningOptimizationSensitivityconstraintsFOPDTmodel0葶l言尽管控制理论不断发展，比例积分PI控制器仍然在过程_工监控裁中被广泛使震。据攘遘，典型翡造纸工厂控制回路超过2000个，其中97％使用Pl控制器⋯。所以，PI

5、控制器参数整定的改进意义重大。大多数工渡过程能够属带嚣延麓一酚延时(firstorderplusdelaytime，FOPDT)模型近似。根据此模型，涌现了大量的PI／PID参数整定法¨J，从经典的Z．N法pj、Cohen-Coon法狰’、InternalModelControl法pj，裂基予积分性能指标ITAE【61和IAE的优化法o¨等。这些方法既有优点，也有不足之处，使用时也会受到限制Fql。本文提出了一种缣证闭饔系统鲁捧稳定性静最优控制器的设计法，并获得了控制器的参数化整定公式。同时，提如用双通道继电测试技术¨刈来获取闭环系统赣望特鬣信

6、意激建立FOPDT摸鍪的方法，据就实现控制器参数的继电自整定。l翔题描述典型反馈控制回路如图l所示。图l中，P(s)为人工謦缒霹霸震熏点窭验宝秘谚基金夤璎磺辩(嫡号：2008RK012)。修改稿收t,j辞潮：2010—09—26。第一作者陈永龠。女．1974年出。2009年毕娥千电子科技太擘计算机系统结掏专业，荻磺士学位。讲烨；童要从事电力电子技术、自动控制理凳争嵌入式系统方薅的拜竞。过程模型，C(s)隽需簧设量}的控铡器；，为设定值，d为负载干扰，Y为被控变量，e为偏差信号。图l反馈控制讶路Fig．1Feedbackcontrolloop考虑

7、一阶延时FOPDT系统模型P(5)为：蹈)=南由(1)式中：峰、以和LD分别为过程静态增益常数、惯性时闻常数和时滞时间常数。过程的相对时间系数￡定义鸯惯性时鬻常数与辩灌时闽常数之毙，靼：r正=÷旦(2)～￡越大，过程越容易控裁；反之，控裁难度越大。针对负载干扰d为阶跃变化，故期望控制系统最大误差较小，振荡轻微，则建立时间短且没有稳态谡差。控制器采用Pl调节律，传递函数为C(s)：c(s)=款{l+南)=筏+了gi(3)式中：K、t和墨分别为比例增箍、积分时闯和积分增益常数。PI控制器有两个独立诃调参量，可以满足稳定性指标联使性能优他鲢指标。利用

8、式(1)、(3)建立58PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL32No．6June加ll灵敏度约束的自整定最优比例积分