[发明专利]一种三阶控制器的最优参数获取方法

权利要求书

1.一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立黑箱过程Z-N模型的传递函数；

S2：建立三阶控制器的传递函数；

S3：根据黑箱过程Z-N模型的传递函数以及三阶控制器的传递函数，建立三阶控制器与黑箱过程Z-N模型的开环系统频域函数；

S4：设置三阶控制器的传递函数以及开环系统频域函数的预设参数；

S5：对三阶控制器的最优参数进行搜索；

在步骤S2中，所述三阶控制器的传递函数为：

其中，TOC(s)为三阶控制器的传递函数，T_I为三阶控制器的积分时间常数，单位为s，T_TOIIM为三阶惯性逆模型的时间常数，单位为s，T_TOIF为三阶惯性滤波器的时间常数，单位为秒。

2.根据权利要求1所述的一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述黑箱过程Z-N模型的传递函数为：

其中，Z-N:M(s)为黑箱过程Z-N模型的传递函数，K_Z-N为所述黑箱过程Z-N模型的增益，单位无量纲；τ_Z-N为所述黑箱过程Z-N模型的纯滞后时间常数，单位为秒；

SWF(s)为滑动窗滤波器的传递函数，T_Z-N为所述黑箱过程 Z-N模型的时间常数，单位为秒。

3.根据权利要求2所述的一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，在步骤S3中，开环系统频域函数为：

其中，OLS_TOC:Z-N:M(jω)为开环系统频域函数，TOC(jω)为三阶控制器的频域函数，Z-N:M(jω)为所述黑箱过程Z-N模型的频域函数，G_TOC:Z-N:M(ω)为所述开环系统频域函数的增益，单位为无量纲；PH_TOC:Z-N:M(ω)为所述开环系统频域函数的相位，单位为°；PM_OLS为所述开环系统频域函数的相位稳定裕度，单位为°。

4.根据权利要求3所述的一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，在步骤S4中，所述预设参数包括所述开环系统频域函数的相位稳定裕度PM_OLS、开环系统频域函数的正弦频率ω、开环系统频域函数的正弦频率ω的变化间隔为△ω、三阶控制器积分时间常数T_I、三阶控制器的积分时间常数T_I的变化间隔为△T_I、三阶惯性逆模型时间常数T_TOIIM、三阶惯性逆模型时间常数T_TOIIM的变化间隔为△T_TOIIM。

5.根据权利要求4所述的一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，所述开环系统频域函数的相位稳定裕度PM_OLS的范围为：

PM_OLS-MAX≥PM_OLS≥PM_OLS-MIN其中，PM_OLS-MAX为所述开环系统频域函数的相位稳定裕度PM_OLS的最大搜索值，单位°；PM_OLS-MIN为所述开环系统频域函数的相位稳定裕度PM_OLS的最小搜索值。

6.根据权利要求5所述的一种三阶控制器的最优参数获取方法，其特征在于，所述开环系统频域函数的正弦频率ω的范围为：ω_MAX≥ω≥ω_MIN其中，ω_MAX为开环系统频域函数的正弦频率ω的最大搜索值，单位为rad/s；ω_MIN为开环系统频域函数的正弦频率ω的最小搜索值，单位为rad/s。