基于时间加权误差绝对值积分最小准则的高阶系统PID控制器设计

时间加权误差绝对值积分性能指标是指在闭环控制动态过程中时间加权的误差绝对值之和,即ITAE。要使设计的系统满足ITAE最小准则,首先,可以设计一个PID控制器,使它和控制对象形成单位负反馈,之后求出闭环传递函数,再将所求的闭环特征方程式与表格1中基于最小ITAE准则的各阶标准闭环系统的特征方程式进行比较,并得到关于系数的方程。通过解方程组,求得PID控制器的参数。若仅仅通过PID控制的系统不能达到最优性能,则应该加上前置滤波器,以抵消零点对系统的影响。

基于ITAE指标的PID控制器参数优化设计

研究了比例-微分-积分(PID)控制器参数自整定问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数自整定方法,并以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)的性能指标为适应度函数,对具有实参数不确定性的热工对象进行PID控制器参数整定,所设计的PID控制系统的ITAE性能指标比极点法,GPM法,Cohen法,IMC法效果更好,并通过超临界锅炉过热汽温控制的仿真实例验证了方法的有效性。

基于线性与非线性模型的水轮机调速器PID参数优化比较

分别推导出了基于线性模型和非线性模型的水轮机调节系统闭环比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制的微分方程。以水轮发电机组转速偏差相对值的时间乘误差绝对值积分指标作为粒子群优化算法的适应度函数,分别实现了采用这2种不同数学模型的水轮机调速器PID参数的优化设计。计算结果表明,PSO优化算法对于非线性系统控制参数的优化设计是一种有效的方法;采用不同数学模型的水轮机调节系统,其PID参数的优化结果是不同的;水轮机调节系统采用非线性模型时的优化结果相对较好。

ITAE在无刷直流电动机PID参数优化中的应用

针对试凑法在无刷直流电动机(BLDCM)PID参数整定中会增加工程调试负担,在分析BLDCM传递函数模型基础上对该被控对象运用非线性最小平方函数,按照ITAE(时间乘以误差绝对值积分)一超调量指标进行PID参数寻优,得到PID控制系统;并与经典Z-N法、庄-IST^2E法和张-ITAE法得到PID控制系统进行比较。MATLAB仿真表明,采用基于ITAE-超调量方法整定的PID控制系统超调量小、响应时间短、稳态误差小。最后通过BLDCM仿真和实例验证采用该整定方法的控制系统可在较低超调量下迅速跟踪输入并可有效抑制负载扰动影响。

精密设备主动SAWPSO-PID振动控制器设计及仿真研究

比例-积分-微分(PID)控制器具有简单、稳定性好、可靠性高、鲁棒性强等特点,在振动控制领域应用广泛。而传统的主动PID控制器参数以假设或经验性选取为主,不科学且不能充分发挥控制器性能。自适应权重粒子群算法(self-adaptive weight particle swarm optimization,简称SAWPSO)克服了传统粒子群算法寻优过程的早熟情况,能使PSO算法达到局部及全局最优的平衡。文章基于SAWPSO算法,设计了SAWPSO-PID控制器,以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为目标适应值函数,对精密设备振动进行了PID参数自整定的优化控制研究,并与经验型参数选定PID振动控制、被动隔振(无控)进行了对比分析。

基于参数稳定空间的PID控制器设计

一阶加纯延时模型难以精确描述被控对象,因此传统的PID控制器不能取得满意的控制效果。基于精确的高阶模型提出了一种最优PID控制器的设计方法。利用广义Hermite-Biehler定理获得使闭环系统稳定的PID控制器集合。在该PID控制器集合中,运用遗传算法寻找基于ITAE指标最优的PID控制器参数。利用广义Kharitonov定理及Monte-Carlo随机试验方法对PID控制器鲁棒性和性能鲁棒性进行评价。仿真结果表明:该文算法对高阶对象具有良好的控制性能,对模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性。从而证实了该文算法的有效性,可以应用于高阶系统的控制。