[发明专利]模糊分数阶PIDμ

摘要

模糊分数阶PIDμ控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，该方法包括，模糊分数阶PIDμ控制器作为温度控制系统的主控制器，比例控制器作为温度控制系统的副回路控制器，主控制器是由模糊控制器和分数阶PIDμ控制器组成；模糊控制器根据温度偏差e与偏差变化率ec来实时调整其输出量，分别作为分数阶PIDμ控制器所需要的Δkp,Δμ参数；本发明为一种模糊分数阶PIDμ控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，系统响应速度快、稳定性好，对扰动具有较好的鲁棒性，可以有效的应用到DDS置换蒸煮温度控制系统中提高控制效果。

主权项

1.一种模糊分数阶PIDμ控制器的DDS置换蒸煮温度控制方法，其特征在于，以模糊分数阶PIDμ控制器(6)作为温度控制系统的主控制器，比例控制器(7)作为温度控制系统的副回路控制器，主控制器由模糊控制器和分数阶PIDμ控制器组成；模糊控制器根据温度偏差e与偏差变化率ec来实时调整其输出量，分别作为分数阶PIDμ控制器所需要的Δkp,Δμ参数；在DDS置换蒸煮温度控制过程中，模糊分数阶PIDμ控制器(6)输出量作为副控制回路的设定值与副控制回路反馈值相减后，经副控制回路比例控制器(7)调节，改变经热交换器(5)加热后的蒸煮药液流量进而以平稳，快速调节蒸煮锅内温度；具体包括以下步骤：步骤1：获取准确的蒸煮锅内顶部、底部药液温度，计算温度偏差e与偏差变化率ec；步骤2：选取输入的量化因子Ke和Kec以及输出的比例因子kkp和kμ搭建模糊控制器；步骤3：根据分数阶微积分理论采用公知的Grünwald‑Letnikov理论建立分数阶微积分方程，其定义为；式(1)为分数阶微积分算子，当α＞0时表示分数阶微分方程，当α＜0时表示分数阶积分方程；[·]为取整符号，Γ(·)为Gamma函数；步骤4：对式(1)在初始状态为零时进行Laplace变换可得：式(2)中，当α＞0时表示对分数阶微分进行拉氏变换；当α＜0时表示对分数阶积分进行拉氏变换，F(s)为f(t)的象函数；步骤5：根据式(1)(2)建立分数阶PIλDμ控制器传递函数：步骤6：取积分阶次λ＝1，建立模糊分数阶PIDμ控制器模型：式(4)中Kp＝k0+Δkp，Δkp＝kkpf1(e,ec)，μ＝μ0+Δμ,Δμ＝kμf2(e,ec)，k0,Ki,μ0为分数阶PIDμ控制器的初始值，kkp,kμ为模糊控制器输出的比例因子；f1(e,ec)，f2(e,ec)为模糊控制器的隶属度函数；步骤7：对模糊分数阶PIDμ控制器中的微分阶次sμ采用公知的改进型Oustaloup方法对其进行间接近似逼近：式(5)中其中，w_b为低频段，w_h为高频段，N为近似阶次，b，d为常数；步骤8：搭建比例控制器。