一种确定PID参数稳定域的图解法

针对带滞后因子的一阶惯性环节的PID控制器,给出确定其参数稳定域的一种图解方法.基于参数空间的图解稳定性准则,在已知比例增益范围的前提下,针对稳定和不稳定开环对象,直接在积分-微分参数空间绘制和确定稳定区域,避免了复杂的数学计算.该图解稳定性准则给出闭环稳定的一个充分必要条件,所得结果没有任何保守性.此方法也可用来求解系统的相对稳定度问题和应用于其他任意给定被控对象.

时滞分数阶系统PD^μ控制器参数整定的图解法

针对时滞分数阶系统,讨论分数阶PDμ控制器的参数整定问题。首先,利用一个可应用于时滞分数阶系统的图解稳定性准则,固定μ值,在比例-微分平面上绘制PDμ控制器参数稳定域,并讨论不同μ值对参数稳定域形状和大小的影响。该图解稳定性准则给出的是时滞分数阶系统稳定的一个充分必要条件,所得结果没有任何保守性。然后,将该种图解法思想扩展应用于系统性能设计,给出PDμ控制器最优参数整定的图解设计方法。在稳定域内分别考虑幅值裕度、相角裕度和相对稳定度性能设计问题。最后,提出了PDμ控制器参数整定的具体算法。仿真设计算法说明该图解法简洁有效,设计灵活,为一种实用的工程设计方法。

基于分数阶PI^λ控制器的单容水箱液位控制

讨论分数阶PIλ控制器在单容水箱液位控制中的应用问题,给出了一种基于图解稳定性准则的PIλ控制器的设计方法.研究了PIλ控制器的参数稳定域,然后在稳定域内进行系统性能的设计,并提出具体的设计算法.通过Matlab仿真和水箱液位控制系统的实际操作实验,对分数阶PIλ控制器、整数阶PI控制器和常规Ziegler-Nichols参数整定方法进行比较,说明了本文设计方法的有效性和分数阶PIλ控制器的优越性.