基于敏感传递函数的分数阶PI^λ控制器的参数整定

讨论一种基于敏感传递函数的分数阶PIλ控制器的参数整定方法.根据敏感传递函数的定义,采用代数方法,对固定的PIλ控制器的积分阶次,在比例增益和积分增益参数平面上,按敏感传递函数的界进行PIλ控制器的参数整定.该敏感传递函数的界与系统的幅值裕度和相角裕度直接相关,给出了系统相对稳定性的信息.仿真实例表明,利用该方法设计的PIλ控制器具有良好的动态性能和鲁棒性.

分数阶参数不确定系统的PIλ控制器

利用求解分数阶参数不确定系统稳定域的方法,设计了使分数阶参数不确定系统具有鲁棒性的分数阶PIλ控制器.首先采用Kharitonov理论,将分数阶参数不确定系统分解成若干个参数确定的子系统,然后用D分解方法分别求出在PIλ控制器的控制下,使各个子系统都取得较大稳定域的参数λ值.再采用此λ值构建PIλ控制器并计算各个子系统的稳定域.各个子系统稳定域的交集即为参数不确定系统在PIλ控制器控制下的稳定域.同时证明了所构建的PIλ控制器能稳定整个参数不确定系统组.最后在稳定域内取控制器参数值,便构成了所设计的PIλ控制器.文中采用实例对此设计方法进行验证,并用所构建的PIλ控制器对参数不确定系统组的各个子系统进行阶跃响应分析,结果表明PIλ控制器对参数不确定系统具有较强的鲁棒性.

双闭环直流调速系统“抗饱和”速度控制器设计

针对双闭环直流调速系统的速度控制器饱和非线性问题,首先将分数阶PIλ应用到速度控制器,并以PIλ为基础提出了Anti-Windup PIλ速度控制器,该方法根据控制器是否进入饱和有条件的将控制器的输出反馈到分数阶积分器,改变了分数阶积分控制状态,使控制器出现饱和时迅速的退出饱和。仿真试验表明,PIλ速度控制器比整数阶的PI提前退出饱和,缩短了调节时间,有效的抑制了超调,而Anti-Windup PIλ比分数阶PIλ有更好的动态性能。

时滞系统分数阶PI^λ极点配置控制器设计

利用参数空间法研究用PI^λ控制器实现时滞系统的闭环极点配置问题.复平面上的阻尼角扇形区域和相对稳定度区域（该两区域构成一个梯形区域）被映射到控制器参数平面,相应的控制器参数可以将闭环极点配置在梯形区域内,从而保证所要求的系统性能.仿真结果显示,对于适当选取的分数阶PI^λ控制器的参数,采用分数阶控制器可以取得比整数阶控制器更好的控制效果,从极点配置的角度揭示了分数阶控制器的优越性.

Analysis of the effect on control systems of order variation for fractional-orderPI~λD~μcontrollers

This paper is concerned with fractional-order PI~λD~μcontrollers. The definitions and properties of fractional calculus are introduced. The mathematical descriptions of a fractional-order controller and fractional-order control systems are outlined. The effects on control systems of order variation for fractional-order PI~λD~μ controllers are investigated by qualitative analysis and simulation. The conclusions and simulation examples are given. The results show the fractional-order PI~λD~μ controller is not sensitive to variation of its order.