低阶被控过程含延迟的饱和最优PID控制器设计方法

实际控制器的输出信号是有界信号,即控制器输出饱和问题.针对控制器输出饱和问题,本文提出了低阶被控过程含延迟的一种饱和最优PID控制器设计方法.将控制误差及1阶、2阶、3阶微分项,及它们的混合项作为优化性能指标,建立了含有状态约束、稳定性及代数约束的非线性最优控制问题.应用共同李亚普诺夫函数定理与李亚普诺夫定理,约束最优控制问题被转化为非线性约束最优化问题,通过求解相应的非线性约束最优化问题,可获得饱和最优PID控制器参数.仿真结果表明了设计方法的可行性和有效性.