基于模糊估计的可调分数阶PID控制器设计

可变分数阶微分环节直接影响分数阶PID控制器性能,设计分数阶PID控制器需要根据被控对象传递函数凭经验调整微分阶次。采用Oustaloup间接离散法数字实现分数阶微积分,再基于模糊估计由特定分数阶次近似得到任意分数阶次微积分环节,根据参数整定规则确立各环节系数,设计了一种可调分数阶次的PID控制器。仿真实验证明,此方法得到的微积分环节对控制系统性能没有影响,根据整数阶被控对象传递函数调节微分阶次,分数阶PID控制器有较好的控制效果。

模糊插值的可调分数阶PID控制器设计

可变分数阶微积分环节直接影响分数阶PID控制器性能以及工程实践的可操作性,设计分数阶PID控制器需要根据被控对象传递函数凭经验调整微积分阶次。该文采用Carlson间接近似法数字实现分数阶微积分,再基于模糊插值由特定分数阶次近似得到任意阶次微积分环节,根据参数整定规则确立各环节系数,设计了一种可调分数阶次的PID控制器。仿真和实验结果表明,此方法得到的控制器与常规的分数阶PID控制器具有相似的控制效果,但适用性更广泛、算法设计复杂度较小、工程实践可操作性更强以及具有灵活的可调节性。