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基于幅值裕度和相位裕度的PID参数最优整定方法 被引量:35
1
作者 欧林林 顾诞英 张卫东 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期837-840,共4页
给出一种基于幅值裕度和相位裕度的PID参数最优整定方法.首先,基于改进的D–分割法确定满足幅值裕度和相位裕度要求的控制参数稳定域,然后根据最大灵敏度函数、超调和调节时间定义控制器设计的目标函数,在所得到的控制参数稳定域中计算... 给出一种基于幅值裕度和相位裕度的PID参数最优整定方法.首先,基于改进的D–分割法确定满足幅值裕度和相位裕度要求的控制参数稳定域,然后根据最大灵敏度函数、超调和调节时间定义控制器设计的目标函数,在所得到的控制参数稳定域中计算出一组最优的控制参数值.仿真结果表明,该整定方法能够保证闭环系统具有强鲁棒性、良好的跟踪性能和抗干扰性能.它不仅适用于稳定时滞对象,而且还适用不稳定时滞对象. 展开更多
关键词 PID控制器 幅值裕度 相位裕度 时滞 最优整定
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基于新的误差积分准则的PID控制器优化 被引量:14
2
作者 曾振平 陈增强 袁著祉 《控制工程》 CSCD 2004年第1期52-54,共3页
用PID控制器控制有共轭极点和负实零点的二阶模型对象,当对象时滞比很小时,用现有准则如ITAE进行优化,很难保证幅值稳定裕度。在广义平方误差积分准则(GISE)的基础上,用对象响应特征时间来平衡准则中误差项与误差变化率项的数量级,并用... 用PID控制器控制有共轭极点和负实零点的二阶模型对象,当对象时滞比很小时,用现有准则如ITAE进行优化,很难保证幅值稳定裕度。在广义平方误差积分准则(GISE)的基础上,用对象响应特征时间来平衡准则中误差项与误差变化率项的数量级,并用一个恒大于1的时间函数作为误差项的权,从而提出了一种新的误差积分准则—改进的广义平方误差积分准则(RGISE)。仿真结果表明,新准则能够获得较大的幅值稳定裕度和较好的响应曲线。 展开更多
关键词 误差积分准则 PID控制器 优化 PID控制 参数整定 数学模型
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一种可有效提高临界增益的改进型电力系统稳定器 被引量:14
3
作者 刘子全 高磊 +3 位作者 赵娴 刘巨 姚伟 文劲宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1875-1881,共7页
目前,实际电力系统中广泛使用电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)进行低频振荡阻尼控制。但是,PSS在低频振荡控制中有一定的局限性,可能使其增益整定值难以同时满足系统阻尼水平以及《电力系统稳定器整定试验导则》规定的... 目前,实际电力系统中广泛使用电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)进行低频振荡阻尼控制。但是,PSS在低频振荡控制中有一定的局限性,可能使其增益整定值难以同时满足系统阻尼水平以及《电力系统稳定器整定试验导则》规定的增益必须小于临界增益1/3的投运要求。该文通过分析,发现自并励条件下,PSS临界增益主要受励磁模式限制,而励磁模式是由励磁–PSS回路在3~8 Hz频段的固有特性形成。在上述分析的基础上,提出在励磁–PSS回路外环引入一个功率增量软反馈,形成一种带有并联环节的改进型PSS模型,改善了回路相位特性,提高了PSS临界增益,解决了上述问题。最后,以锡盟火电集中外送仿真系统为例,验证了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 改进型电力系统稳定器 励磁模式 低频振荡 临界增益
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一种解析的模糊PI自整定方法 被引量:8
4
作者 沈平 段小刚 李涵雄 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第2期179-181,共3页
针对模糊PID控制器缺乏系统的整定方法的问题,提出了一种解析的基于增益裕度和相位裕度的模糊PI控制器的参数自整定方法。首先推导出模糊PI控制器的解析模型,该解析模型包括线性控制器和非线性补偿控制器2个部分。参数整定时,将非线性... 针对模糊PID控制器缺乏系统的整定方法的问题,提出了一种解析的基于增益裕度和相位裕度的模糊PI控制器的参数自整定方法。首先推导出模糊PI控制器的解析模型,该解析模型包括线性控制器和非线性补偿控制器2个部分。参数整定时,将非线性补偿控制器看作过程的扰动,由线性控制器和被控对象的一阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度和相位裕度,导出模糊PI控制器的参数。仿真结果表明,对于时变高阶系统,和传统的PI控制器相比,模糊PI控制器具有鲁棒性强,超调小,调整时间短等优点。 展开更多
关键词 模糊PI 自整定 增益裕度 相位裕度
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基于一种新的目标准则的PID控制器参数优化 被引量:2
5
作者 曾振平 陈增强 袁著祉 《计算技术与自动化》 2003年第4期1-4,共4页
本文提出一种新的误差积分准则,即广义误差绝对值乘时间积分(GITAE),它能获得比ITAE更优的响应曲线以及更大的幅值稳定裕度。特别是当对象时滞比τ/T很小或很大的时候,ITAE优化结果不能保证工程要求的足够的幅值稳定裕度,而GITAE能克服... 本文提出一种新的误差积分准则,即广义误差绝对值乘时间积分(GITAE),它能获得比ITAE更优的响应曲线以及更大的幅值稳定裕度。特别是当对象时滞比τ/T很小或很大的时候,ITAE优化结果不能保证工程要求的足够的幅值稳定裕度,而GITAE能克服这一缺陷。 展开更多
关键词 PID控制器 参数优化 目标准则 PID控制系统 参数寻优算法
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基于继电反馈自整定PID控制器研究及应用 被引量:6
6
作者 王豪 郑恩让 张金果 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第2期192-195,203,共5页
研究控制器优化问题,提出了一种改进型的继电反馈自整定PID,用来控制自衡过程。改进型的继电环节是由一个标准的继电环节串联一个比例积分控制器组成,比例积分控制器的比例系数设定为单位增益,积分时间由保持最小相角裕度为π/6来确定... 研究控制器优化问题,提出了一种改进型的继电反馈自整定PID,用来控制自衡过程。改进型的继电环节是由一个标准的继电环节串联一个比例积分控制器组成,比例积分控制器的比例系数设定为单位增益,积分时间由保持最小相角裕度为π/6来确定。自整定PID控制器的参数是根据改进型的继电环节产生的极限环的输出数据确定的,微分时间常数需保持上述提到的相角裕度,积分时间常数等于改进型继电环节中的比例积分控制器的积分时间,进行仿真。结果PID控制器可用到造纸机的热泵供汽控制中,并收到了明显效果。 展开更多
关键词 自整定控制器 继电反馈 相角裕度 幅值裕度 热泵供汽控制
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辨识理论在发电机励磁系统参数测试中的应用 被引量:5
7
作者 孙海顺 王俊 +2 位作者 文劲宇 曹一家 程时杰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期102-105,共4页
介绍了辨识理论在发电机励磁系统参数测试中的应用,并以福建古田溪水电厂励磁系统为例,对其参数进行辨识。然后从相位裕度和增益裕度两个方面对辨识结果进行了理论分析。数字仿真结果验证了参数辨识理论应用于励磁系统参数测试的可行性... 介绍了辨识理论在发电机励磁系统参数测试中的应用,并以福建古田溪水电厂励磁系统为例,对其参数进行辨识。然后从相位裕度和增益裕度两个方面对辨识结果进行了理论分析。数字仿真结果验证了参数辨识理论应用于励磁系统参数测试的可行性,通过论述和仿真分析,证明了辨识结果是有效可靠的。 展开更多
关键词 励磁系统 参数辨识 仿真 相位裕度 增益裕度
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确保稳定裕度的PID稳定域计算 被引量:5
8
作者 赵秀伟 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3214-3222,共9页
在PID控制器稳定参数域的研究中,要求控制系统具有一定的稳定裕度,以便补偿被控对象模型的不确定性和PID控制器的参数漂移特性。本文扩展了传统稳定裕度(幅值裕度和相位裕度)的定义,定义了被控对象在PID控制下的4种稳定裕度。针对含有... 在PID控制器稳定参数域的研究中,要求控制系统具有一定的稳定裕度,以便补偿被控对象模型的不确定性和PID控制器的参数漂移特性。本文扩展了传统稳定裕度(幅值裕度和相位裕度)的定义,定义了被控对象在PID控制下的4种稳定裕度。针对含有右半平面(RHP)极点和不含有RHP极点的两种被控对象,讨论了它们必然存在的稳定裕度。对于以这些稳定裕度作为性能指标约束的两类PID闭环控制系统,利用扩展Hurmite-Biehler定理给出了其PID稳定参数域的详细构建方法,并通过两个仿真实例对该方法进行了验证。结果表明,利用本文提出的方法可以得到满足稳定裕度条件的PID参数稳定域。 展开更多
关键词 PID控制器 PID稳定域 幅值裕度 相位裕度 扩展Hurmite-Biehler定理
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模糊PID双层参数整定及其在固化炉中的应用 被引量:5
9
作者 沈平 段小刚 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期78-87,共10页
提出了一种模糊PID(proportion integration differentiation)控制器的双层参数整定方法。将模糊PID控制器的参数整定分为比例因子的整定与模糊隶属度函数参数整定2部分。推导出模糊PID控制器的解析模型,该解析模型包括线性部分和非线... 提出了一种模糊PID(proportion integration differentiation)控制器的双层参数整定方法。将模糊PID控制器的参数整定分为比例因子的整定与模糊隶属度函数参数整定2部分。推导出模糊PID控制器的解析模型,该解析模型包括线性部分和非线性补偿2个部分。整定的过程中,把模糊PID控制器解析模型的非线性补偿看作过程扰动,由线性部分和被控对象的二阶纯时滞模型,基于系统的增益裕度关系,导出模糊PID控制器的比例因子。再基于粒子群优化算法(PSO,particle swarm optimization)对三角隶属度函数进行优化,使控制器进一步适应被控对象的动态特性。仿真结果表明了研究方法的有效性以及应用在芯片固化炉的温度控制过程中,提升温度控制的效果。 展开更多
关键词 模糊PID 参数整定 增益裕度 PSO
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航空发动机PI控制参数频域最优整定方法 被引量:4
10
作者 黄金泉 刘楠 唐钰婷 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期979-984,共6页
针对航空发动机高、低压转速和压比的控制回路,研究满足幅值裕度和相角裕度要求的比例-积分(PI)控制参数稳定域确定方法.根据系统在频域的稳定域解析模型,建立考虑PI控制器的系统参数频域稳定域图形.根据典型的动态性能指标和鲁棒性指... 针对航空发动机高、低压转速和压比的控制回路,研究满足幅值裕度和相角裕度要求的比例-积分(PI)控制参数稳定域确定方法.根据系统在频域的稳定域解析模型,建立考虑PI控制器的系统参数频域稳定域图形.根据典型的动态性能指标和鲁棒性指标定义的优化目标函数,在所得到的控制参数稳定域中寻找到一组最优的PI控制参数.该方法应用于航空发动机高、低压转速和压比回路控制器参数设计中,设计了不同状态下的PI控制器,仿真结果表明,这种整定方法能够使闭环系统满足性能指标和鲁棒性. 展开更多
关键词 航空发动机 高阶系统 幅值裕度 相角裕度 PI控制器 最优整定
原文传递
基于频域的PI控制器整定方法研究及仿真 被引量:2
11
作者 闫秀英 孟庆龙 任庆昌 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第16期3775-3778,共4页
提出了一种基于频域的PI控制器参数整定方法。以典型的一阶惯性加滞后系统为被控对象,综合考虑系统设定值响应和扰动响应,以ISE为性能指标,结合求解幅值裕度和相位裕度的简化公式,利用Nelder-Mead单纯形优化方法搜索给定幅值裕度下的最... 提出了一种基于频域的PI控制器参数整定方法。以典型的一阶惯性加滞后系统为被控对象,综合考虑系统设定值响应和扰动响应,以ISE为性能指标,结合求解幅值裕度和相位裕度的简化公式,利用Nelder-Mead单纯形优化方法搜索给定幅值裕度下的最优相位裕度,整定PI控制器参数;通过与几种整定方法对比,验证了该整定方法使得制系统具有良好的控制效果和较强的鲁棒性;对中央空调系统中几种高阶系统模型进行简化,利用该整定方法进行仿真试验,进一步验证该方法的可行性。 展开更多
关键词 幅值裕度 相位裕度 PI控制器 参数整定 鲁棒性 积分平方误差
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基于稳定裕度的新型IMC-PID整定方法 被引量:3
12
作者 汤赵建 蒋北艳 靳其兵 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期105-110,共6页
提出了一种针对稳定过程的内模proportion integration differentiation(IMC-PID)控制器整定方法。通过在频域内保证系统达到期望的相位裕度和幅值裕度,将内模控制器转化成PID控制器。转化过程中选用欧拉公式替代内模控制器分母中的非... 提出了一种针对稳定过程的内模proportion integration differentiation(IMC-PID)控制器整定方法。通过在频域内保证系统达到期望的相位裕度和幅值裕度,将内模控制器转化成PID控制器。转化过程中选用欧拉公式替代内模控制器分母中的非线性部分,并应用拟合方法得到了内模控制系统中滤波器参数与稳定裕度之间的解析关系。在整个转化过程中没有应用任何近似方法,所以最终得到的PID控制器与经典内模控制器能够取得相同的控制效果。最后通过仿真实例验证了本方法的有效性。 展开更多
关键词 内模proportion integration differentiation(IMC-PID) 相位裕度 幅值裕度
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线性定常系统稳定性的一种分析方法 被引量:1
13
作者 吴治隆 《四川轻化工学院学报》 2003年第4期26-30,共5页
探索Rouche定理在线性定常系统稳定性鲁棒分析中的应用。首先,将Rouche定理用于单输入单输出(SISO)系统的稳定性裕量分析,导出了该系统的相位裕量和增益裕量表达式;其次,借助于Rouche定理导出了判定区间系统稳定性的一个简单充要不等式... 探索Rouche定理在线性定常系统稳定性鲁棒分析中的应用。首先,将Rouche定理用于单输入单输出(SISO)系统的稳定性裕量分析,导出了该系统的相位裕量和增益裕量表达式;其次,借助于Rouche定理导出了判定区间系统稳定性的一个简单充要不等式;并通过实例说明了Rouche定理在鲁棒分析方面所具有的优越性。 展开更多
关键词 鲁棒性 相位裕量 增益裕量 区间系统
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用于不稳定系统的PID调节法 被引量:1
14
作者 张晓路 于全训 《山东建筑工程学院学报》 2000年第2期51-55,共5页
提出了一种调节不稳定系统的PID控制器 ,以满足系统的增益和相位裕量的简单方法 。
关键词 PID控制器 不稳定系统 相位裕量 增益裕量
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满足增益相位裕度的自动驾驶仪结构化H_∞综合 被引量:2
15
作者 马晓川 闫杰 +1 位作者 符文星 陈康 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期211-217,共7页
针对具有静不稳定特性的高超声速飞行器,提出了一种同时满足增益裕度和相位裕度要求的飞行器自动驾驶仪设计方法。在预先设定自动驾驶仪结构的前提下,建立满足系统增益和相位裕度的H_∞范数性能指标,使用结构化H_∞综合方法求解使性能指... 针对具有静不稳定特性的高超声速飞行器,提出了一种同时满足增益裕度和相位裕度要求的飞行器自动驾驶仪设计方法。在预先设定自动驾驶仪结构的前提下,建立满足系统增益和相位裕度的H_∞范数性能指标,使用结构化H_∞综合方法求解使性能指标H_∞范数指标最优的自动驾驶仪参数。控制系统稳定裕度由标称系统增益放大补灵敏度传递函数的H_∞范数约束。这种约束方法把对系统的稳定裕度约束转化为复平面上开环系统Nyquist曲线到满足系统稳定裕度圆盘边界的距离约束。求解控制器参数时,在控制器设计指标中引入调节参数,通过调节参数的迭代变化,改变开环系统Nyquist曲线与稳定裕度圆盘边界的距离,减小控制器的保守性。这种自动驾驶仪的设计方法可同时适用于静稳定系统和静不稳定系统。将此方法应用在高超声速飞行器过载跟踪自动驾驶仪的设计中,仿真结果表明,自动驾驶仪具有良好的动态和稳态性能,并且控制器满足期望的稳定裕度。 展开更多
关键词 H∞综合 自动驾驶仪 幅值裕度 相位裕度 过载跟踪控制
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基于规则与优化方法相结合的PID整定 被引量:2
16
作者 刘远进 刘昌玉 张明雄 《自动化技术与应用》 2005年第3期19-21,共3页
现有的PID整定方法在水电控制等系统中难以获得令人满意的效果。提出基于规则与优化相结合的PID整定方法 (RO) ,对于模型未知的被控对象 ,首先对其进行辨识 ,得到其参数模型 ,在整定规则的基础上 ,通过优化计算使该PID控制器直接满足一... 现有的PID整定方法在水电控制等系统中难以获得令人满意的效果。提出基于规则与优化相结合的PID整定方法 (RO) ,对于模型未知的被控对象 ,首先对其进行辨识 ,得到其参数模型 ,在整定规则的基础上 ,通过优化计算使该PID控制器直接满足一组频域性能指标要求 ,能为某一运行工况提供最佳PID参数 ,改善控制系统的动态品质。 展开更多
关键词 控制系统 水轮机调节系统 PID整定 优化整定 幅值裕度 相位裕度
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分数阶PI~λD~μ控制器的设计与实现 被引量:2
17
作者 葛化敏 周杏鹏 李宏胜 《工业仪表与自动化装置》 2009年第1期3-6,共4页
该文介绍了基于幅值裕量与相位裕量参数整定方法的分数阶PIλDμ控制器的设计方法,并给出了分数阶控制器的多种数字实现方法。仿真实例结果表明分数阶控制器比整数阶控制器具有优良的控制品质及其对系统参数变化的鲁棒性。
关键词 分数阶微积分 幅值裕量 相位裕量 PIλDμ控制器
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滞后超前校正在磁悬浮控制系统中的应用 被引量:1
18
作者 侯海良 成运 +1 位作者 谭甲凡 陈洁 《微计算机信息》 2010年第16期66-68,共3页
本文基于磁悬浮控制系统的工作原理、结构和特性,建立了磁悬浮球系统的非线性数学模型,并采用平衡点附近线性化方法得到系统的线性模型。根据磁悬浮球系统频率响应和Nyquist准则设计了一个能使系统具有一定相位裕度和增益裕度的滞后超... 本文基于磁悬浮控制系统的工作原理、结构和特性,建立了磁悬浮球系统的非线性数学模型,并采用平衡点附近线性化方法得到系统的线性模型。根据磁悬浮球系统频率响应和Nyquist准则设计了一个能使系统具有一定相位裕度和增益裕度的滞后超前控制器,并采用Visual C++6.0实现了对磁悬浮球的实时控制,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 滞后超前校正 相位裕度 幅值裕度 静态误差
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一种改进的鲁棒分散PID控制器的设计 被引量:1
19
作者 靳其兵 叶琼瑜 赵大力 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期780-783,共4页
针对复杂的多变量化工过程控制,通过对有效传递函数方法的改进,得到了一种鲁棒性较高的多变量分散PID控制器设计方法METF(改进的有效传递函数法)。在有效传递函数方法的基础上,首先导出了多变量FOPTD(一阶加纯滞后)和SOPTD(二阶加纯滞后... 针对复杂的多变量化工过程控制,通过对有效传递函数方法的改进,得到了一种鲁棒性较高的多变量分散PID控制器设计方法METF(改进的有效传递函数法)。在有效传递函数方法的基础上,首先导出了多变量FOPTD(一阶加纯滞后)和SOPTD(二阶加纯滞后)对象的传递函数到状态空间表达式的一种转换通式;再由多变量PID控制系统的结构的统一性,推导出整个系统的闭环状态空间表达式,便于求取各种综合性能指标,并在此基础上对PID整定公式中的幅值裕度进行多目标NLJ寻优;最后利用完整性判据鉴定参数整定结果。仿真实例证实了改进方法的有效性,鲁棒性和通用性。 展开更多
关键词 多变量分散PID控制器 鲁棒性 有效传递函数 幅值裕度 参数寻优
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自动控制原理之相对稳定性概念的教学 被引量:1
20
作者 陈凤祥 《教育教学论坛》 2017年第3期207-209,共3页
传统教材针对一类系统给出了相位裕度和增益裕度定义,但无法直接应用到一般的线性系统之中。同时这些教材利用Nyquist和Bode图对一般系统的绝对稳定性判定又具有普适性。为此本文基于相对稳定性的基本理念,通过对一般线性系统相对稳定... 传统教材针对一类系统给出了相位裕度和增益裕度定义,但无法直接应用到一般的线性系统之中。同时这些教材利用Nyquist和Bode图对一般系统的绝对稳定性判定又具有普适性。为此本文基于相对稳定性的基本理念,通过对一般线性系统相对稳定性的分析,引入了系统的上相位裕度、下相位裕度和上增益裕度、下增益裕度的定义。 展开更多
关键词 自动控制 相对稳定性 相位裕度 幅值裕度
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