時滯系統(tǒng)PID控制器穩(wěn)定裕度設計的圖解法.pdf

1、PID控制算法是迄今為止最通用的控制策略。有許多不同的方法以確定合適的控制器參數。這些方法區(qū)分于復雜性、靈活性及使用的過程知識量。一個好的整定方法應該對以下特性進行合理的折衷:負載干擾衰減，測量噪聲效果，過程變化的魯棒性，設定值變化的響應，所需模型，計算要求等。我們需要簡單、直觀、易用的方法，這些方法需要較少的信息，并能夠給出合適的性能。我們有時也需要那些具有更多的信息及計算量，但能給出較好性能的較復雜的方法。對于不同的控制要求、不同的

2、系統(tǒng)先驗知識，考慮用不同的方法，這些算法要求要考慮到收斂性、直觀、簡單易用，還要綜合抗負載干擾、過程變化的魯棒性，最優(yōu)性，并能根據盡可能少的信息和計算量，給出較好的結果。
　　本論文針對帶滯后因子的被控對象，采用PID控制器，討論系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度的設計問題。利用幅值-相角裕度測試器技術，在PID控制器參數穩(wěn)定域內，分別繪制幅值裕度曲線和相角裕度曲線，進而基于一種時滯系統(tǒng)圖解穩(wěn)定性判據識別出滿足給定的幅值裕度和相角裕度的參數

3、區(qū)域。仿真結果驗證了本文方法設計的PID控制系統(tǒng)，具有良好的魯棒性和動態(tài)響應品質。用圖解法確定PID控制器參數的穩(wěn)定域并進行穩(wěn)定裕度的設計，不需繁雜的數學計算，可直接用系統(tǒng)仿真的方法進行，方法直觀、簡單，可應用于任意有滯后或無滯后的被控對象，具有一定的普遍性和工程意義。通過在可行區(qū)域上進行其他性能指標尋優(yōu)，如相角裕度和幅值裕度，可以求出滿足相應指標集的PID控制器參數區(qū)域，從而可以大大提高控制器的設計效率。該方法適用于絕大多數工業(yè)控制系