有效传递函数在多变量耦合系统中的应用

针对多变量系统具有多时滞、强铰链耦合的特点,提出了有效开环传递函数解耦策略。由于有效开环传递函数所描述的动力学行为的复杂性,首先采用模型降阶技术,将系统逼近一阶环节+延时(FOPDT)形式;然后运用IMC控制策略实现单位反馈控制。为得到传统PID控制器的典型表达形式,将IMC控制器进行麦克劳林级数展开,通过对相应项系数的比对得到了传统PID控制器。仿真分析表明了该方法能够提高系统动态响应速度、减小稳态误差,实现了多变量耦合系统的理想控制。

一种改进的鲁棒分散PID控制器的设计

针对复杂的多变量化工过程控制,通过对有效传递函数方法的改进,得到了一种鲁棒性较高的多变量分散PID控制器设计方法METF(改进的有效传递函数法)。在有效传递函数方法的基础上,首先导出了多变量FOPTD(一阶加纯滞后)和SOPTD(二阶加纯滞后)对象的传递函数到状态空间表达式的一种转换通式;再由多变量PID控制系统的结构的统一性,推导出整个系统的闭环状态空间表达式,便于求取各种综合性能指标,并在此基础上对PID整定公式中的幅值裕度进行多目标NLJ寻优;最后利用完整性判据鉴定参数整定结果。仿真实例证实了改进方法的有效性,鲁棒性和通用性。