基于ITAE最优传递函数的时滞系统次优控制比较研究.pdf

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1、《电气自动化92012年第34卷第2期控制理论及其应用ControlTheo~＆ItsApplications基于ITAE最优传递函数的时滞系统次优控制比较研究谢军，朱国力，黄禹。，李海洲(1．华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074：2．华中科技大学制造装备数字化国家工程研究中心，湖北武汉430074)摘要：采用标准[m／n]Pad6有理函数逼近时滞因子的方法进行控制对象的模型降阶，并基于位移无静差ITAE最优传递函数，设计了两种时滞系统次优控制器。以双容时滞系统为仿真对象，比较研究表明，基于全极点标准[m／n]Pa有理函数逼近设计的次优控制器获得最佳控制效果。

2、关键词：时滞系统；模型降阶；Pad6逼近；次优控制；ITAE[中图分类号]TP273[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)02—0001—03ComparisonStudyofSub—optimalControlforDead．timeSystemBasedOnlTAE0ptimumTransferFunctionXIEJun，ZHUGuo．1i．HUANGYu．LIHai．zh0u(1．StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDieandMouldTechnology，HuazhongUniversityofSciencean

3、dTechnology，WuhanHubei430074，China；2．StateEngineeringResearchCenterofManufacturingEquipmentDigitization，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430074，China)Abstract：Dead—timefactorisapproximatelyexpressedinastandardPad—typerationalfunctioninordertoreducethemodelorders；sub-optimalcontro

4、llersbasedonzero—displacement-errorintegratedtimeabsoluteerror(ITAE)optimumtransferfunctionarepresented．Takinganexampleofthesecondorderdead—timesystem，algorithmicsimulationsaremade；andresultsshowthatall—polestandardPad—typeapproximationcangetanidealcontroleffect．Keywords：Dead—timesystem；Modelorder

5、reduction；Pad6approximation；Sub—optimalcontrol；Integratedtimeandabsoluteerror0引言系统的次优控制。对于时滞因子函数逼近方法的选择，很多研究仅关注函数的时滞造成了信号传输时间上的延迟，是工业控制过程中普遍开环特性，忽略了其对闭环系统动态特性指标、系统稳定性的影存在的现象之一；时滞系统是指内部含有时滞环节的系统，当其响等。本文将逼近方法与控制对象的控制方案结合起来，采用标前向通道和反馈通道中都含有纯滞后环节时，系统闭环特征方程准[m／n]Pad6有理函数逼近时滞因子进行降阶处理、基于位移无所含的滞后时间为两部分的代数

6、和。控制对象的时滞特性会降静差ITAE最优传递函数、以双容时滞系统为仿真对象，对时滞系低系统的稳定性，恶化系统的动、静态指标；时滞的数值越大，控统的次优控制进行了比较研究。制系统的品质降低就越严重。系统最优控制的实质是在满足一定的约束条件下，寻找最优1模型降阶原理及Pad6有理函数逼近控制规律，使得系统在规定的目标函数下具有最优值。误差绝对1．1模型降阶原理值与时间的积分ITAE(IntegratedTimeandAbsoluteError，ITAE)考虑单输入单输出线性时滞系统控制对象G(s)的表达评价指标是一个综合了系统的快速性、稳定性和准确性的综合指式为：标，是目前最优控制广泛采用的

7、目标函数之一。很多学者对G()=e一=Co(s)e一(1)ITAE最优函数及控制进行了研究，如文献[1，2]提到的ITAE最佳传递函数标准型、ITAE最佳传递函数的特性等。其中，·(S)与B(S)均为多项式，并且是互质的，A(s)的阶数定义指数函数e一为时滞因子，其中r为≥0的实数，s为微≤曰(s)的阶数；r为>i0的实数；Go(s)：A(S)／B(s)定义为无时分算子。从数学角度看，时滞因子是一个超越函数，只有对时滞滞