基于敏感傳遞函數(shù)的分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、過去我們用整數(shù)階微積分方程描述自然界中的事物，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)，自然界中許多現(xiàn)象依靠傳統(tǒng)整數(shù)階微分方程式是不能精確描述的。其實(shí)，現(xiàn)實(shí)的世界本質(zhì)上大部分都是分?jǐn)?shù)階的。所以，分?jǐn)?shù)階模型理所應(yīng)當(dāng)就成為描述自然界現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。分?jǐn)?shù)階微積分對(duì)于我們所能看到的、所能感受到的、所能控制的自然世界中的事物具有很大的影響。
　　本文首先介紹分?jǐn)?shù)階微積分理論的發(fā)展及背景，然后，以THJSK-1型水箱綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)背景，研究水箱綜合

2、控制系統(tǒng)、水箱模型的建立、時(shí)滯系統(tǒng)及其特點(diǎn)以及分?jǐn)?shù)階算子的近似，并在此基礎(chǔ)之上，利用可應(yīng)用于分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的敏感傳函的界與系統(tǒng)幅值裕度和相角裕度的關(guān)系，研究了滯后系統(tǒng)的PIλ、PIλDμ控制器的參數(shù)穩(wěn)定域和參數(shù)整定方法，給出了滿足要求的控制器參數(shù)的完整區(qū)域。本文做了以下工作:
　　(1)根據(jù)水箱實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理，通過水箱液位控制實(shí)驗(yàn)建立了單容水箱的數(shù)學(xué)模型，并驗(yàn)證了模型的正確性與有效性。
　　(2)針對(duì)建立的時(shí)滯系統(tǒng)，應(yīng)用敏感

3、傳函的界與系統(tǒng)幅值裕度和相角裕度的關(guān)系，研究其分?jǐn)?shù)階PIλ、PIλDμ控制器的參數(shù)整定。并與傳統(tǒng)的控制器參數(shù)下的控制效果相比較，通過MATLAB仿真驗(yàn)證了分?jǐn)?shù)階控制器能夠獲得比整數(shù)階更好的動(dòng)態(tài)性能。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是利用敏感傳函的界與系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度直接相關(guān)，給出了系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的信息。采用一種代數(shù)方法，在控制器的參數(shù)穩(wěn)定域內(nèi)，按敏感傳函的界進(jìn)行PIλ、PIλDμ控制器的參數(shù)整定。具體的仿真實(shí)例和水箱實(shí)驗(yàn)證明了該方法