[发明专利]基于满意数字PID控制器的离散时滞系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及离散时滞系统控制技术，尤其是一种离散时滞系统控制方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，数字控制器在实际控制系统中的使用呈现快速增长的趋势。主要原因是数字控制器可靠性高、成本低、灵活性强，通常可以获得最优系统性能，拥有连续控制系统无法比拟的优点。已有许多学者研究了数字控制器的设计方法，取得了一些研究成果。然而采用以上方法设计的数字控制器虽然在一定程度上能改善系统的性能，但往往阶次较高且结构复杂，特别是进行高阶系统的控制器设计时，则更加繁琐，很难在工业现场使用。而且，在实际工业控制过程中，往往需要控制系统能同时满足多个性能指标的要求，而不是单一的性能指标要求，从而实现系统的满意控制。因此有必要发展一种简单有效且能满足多性能指标的满意控制器设计方法。

Keel在文献A New Approach to Digital PID Controller Design(IEEETransactions on Automatic Control，2003，48(4)：687-692.)中利用切比雪夫表达式和根的分布条件，通过求解控制参数的线性不等式组确定离散系统的数字PID控制参数稳定域。Kiani在文献Design of Digital PID Controllers Using theParameter Space Approach(International Journal of Control，2006，79(6)：624-629.)中采用参数空间法研究了数字PID控制器设计问题，给出了数字PID控制参数稳定域的计算方法。Mitra在文献Data Based Design of Digital PID Controller(NewYork：Proceeding of American Control Conference，2007：226-230.)中根据被控对象的输入输出信息，给出了一种确定无模型离散系统的数字PID控制参数稳定域的计算方法。然而上述文献针对的都是无时滞的离散系统，而关于离散时滞系统的PID控制器稳定域求解方法则鲜为报道。因此，针对离散时滞系统研究综合多性能指标的满意数字PID控制器设计方法具有重要的理论价值和现实意义

发明内容

为了克服已有现有离散时滞系统控制方法的计算复杂、动态性能较差、不能满足多性能指标、实用性较差的不足，本发明提供一种简化计算、动态性能良好、有效满足多性能指标、实用性良好的基于满意数字PID控制器的离散时滞系统控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于满意数字PID控制器的离散时滞系统控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)、利用离散时滞系统对控制对象进行自动继电反馈辨识，得到具有如下传递函数的离散时滞对象：

G(z)=N(z)D(z)z-l---(1)]]>

其中，N(z)和D(z)分别是最高项次数为m和n的实系数多项式且m＜n，l∈N⁺是时滞常量，N⁺表示正整数集；

2)、采用如下形式的数字PID控制器：