[发明专利]快速无超调智能控制器参数设计方法

摘要

本发明公开了快速无超调智能控制器PID参数设计方法，属于控制理论控制器设计领域。本发明首先将对象估计模型Gm分解；设计对象估计模型Gm的H2最优控制器按H∞最优控制设计滤波器f，得到内模控制器GIMC；将内模控制器转化为选定的PID控制器；整定滤波器常数λ，得到PID控制器参数。通过混合精英圈养优化算法确定滤波器常数及PID控制器参数。鲁棒IMC‑PID控制器只需要调节一个参数，即滤波器常数，使得IMC‑PID控制器的在线设计变得简便易行。设计的控制器直接在DCS上实施，能实现快速平稳控制，结构简单，免维护。

主权项

1.快速无超调智能控制器参数设计方法，其特征在于：该方法的实现步骤如下：在内模控制的基础上进行鲁棒IMC-PID控制器的设计；内模控制的结构框中，Gp为对象模型，Gm为对象估计模型，GIMC为内模控制器；第一步：首先将对象估计模型Gm分解Gm＝Gm+Gm- (1)其中Gm+包含所有的时延和右半平面上的零点，而Gm-是模型的最小相位系统部分，是稳定的并且不包含任何预估；第二步：设计对象估计模型Gm的H2最优控制器 G ^ I M C = G m - - 1 - - - ( 2 ) ]]>第三步：按H∞最优控制设计滤波器f，得到内模控制器GIMC： G I M C = G ^ I M C f - - - ( 3 ) ]]>选择滤波器，调整参数使得滤波器f满足H∞最优控制的鲁棒性能要求： f = 1 ( λ s + 1 ) n - - - ( 4 ) ]]>式中：指数n为正整数，选择指数n使GIMC为正则的，s为拉普拉斯算子；第四步：将内模控制器转化为选定的PID控制器；由内模控制的结构与特性得到反馈控制器GC与内模控制器GIMC的关系： G C = G I M C 1 - G m G I M C - - - ( 5 ) ]]>第五步：整定滤波器常数λ，得到PID控制器参数；通过混合精英圈养优化算法确定滤波器常数及PID控制器参数；由第一步到第五步的流程可知，鲁棒IMC-PID控制器只需要调节一个参数，即滤波器常数，使得IMC-PID控制器的在线设计变得简便易行。