基于圖解穩(wěn)定準則的時滯系統(tǒng)超前-滯后補償器設(shè)計.pdf

1、超前/滯后補償器是僅次于PID應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中的控制器。傳統(tǒng)的對于超前/滯后補償器參數(shù)的設(shè)計方法是基于試湊法。需要反復(fù)設(shè)計，驗算，直到所有的性能指標均達到要求為止，這樣導(dǎo)致了許多不便和近似的設(shè)計，很難達到理想的效果。而后，大量的研究集中在基于解析法設(shè)計控制器。但是這種方法主要是針對于控制器參數(shù)一點的選擇。本文提出了基于圖解穩(wěn)定準則方法進行超前/滯后補償器的設(shè)計，并給出了相應(yīng)參數(shù)的完整穩(wěn)定域。
　　 本文研究的被控對象為工業(yè)時滯系

2、統(tǒng)以及區(qū)間不確定時滯系統(tǒng)。針對于時滯系統(tǒng)的特點，介紹了基于圖解穩(wěn)定準則的整數(shù)階超前/滯后補償器的設(shè)計，進一步將此種設(shè)計方法擴展到區(qū)間不確定時滯系統(tǒng)的控制中。并在此基礎(chǔ)上又提出了對于時滯系統(tǒng)應(yīng)用分數(shù)階超前補償器。主要工作如下：⑴針對全極點時滯系統(tǒng)，設(shè)計超前/滯后補償器。應(yīng)用圖解穩(wěn)定準則，確定補償器完整的參數(shù)穩(wěn)定域。在穩(wěn)定域內(nèi)進行了系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的設(shè)計，以獲得更好的系統(tǒng)動態(tài)性能，歸納設(shè)計算法并給出了相應(yīng)的設(shè)計實例。⑵進一步應(yīng)用穩(wěn)定準則設(shè)計分數(shù)

3、階超前補償器，研究當階次α改變時穩(wěn)定域的改變情況，歸納其規(guī)律。在具體的仿真實例中，分數(shù)階控制器與整數(shù)階控制器相比，通過選擇適當?shù)姆謹?shù)階次，系統(tǒng)的穩(wěn)定域和期望相角裕度的區(qū)域都能有所擴大，可以實現(xiàn)更好的控制效果。⑶針對一類具有全極點的區(qū)間不確定時滯系統(tǒng)，進行基于圖解法的相位超前/滯后補償器的設(shè)計。對于時滯系統(tǒng)的滯后因子采用一階Pade近似。應(yīng)用廣義Kharitonov定理，證明了圖解法設(shè)計出的相位超前/滯后補償器可以鎮(zhèn)定區(qū)間不確定近似系統(tǒng)。