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山东大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (5): 64-67.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2015.407

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积分时滞对象的一种内模PID鲁棒控制方法

侯明冬1,2,王印松1,田杰3   

  1. 1. 华北电力大学控制与计算机工程学院, 河北 保定 071003;2. 山东劳动职业技术学院电气及自动化系, 山东 济南 250100;3. 山东女子学院信息技术学院, 山东 济南 250100
  • 收稿日期:2015-12-08 出版日期:2016-10-20 发布日期:2015-12-08
  • 作者简介:侯明冬(1980— ),男,山西临汾人,讲师,博士研究生,研究方向为控制器性能优化及故障诊断.E-mail:hmdcp@126.com王印松(1967— ),男,河北河间人,教授,博导,博士,主要研究方向为先进控制理论及应用,清洁能源发电系统监测与控制技术等.E-mail: wys@ncepu.edu.cn
  • 基金资助:
    华北电力大学中央高校基本科研业务费专项资金面上资助项目(2014MS152)

An IMC-PID robust control method for process of integrator plus time delay

HOU Mingdong1,2, WANG Yinsong1, TIAN Jie3   

  1. 1. School of Control and Computer Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, Hebei, China;
    2. Department of Electrics and Automation, Shandong Labor Vocational and Technical College, Jinan 250100, Shandong, China;
    3. College of Information Technology, Shandong Women's University, Jinan 250100, Shandong, China
  • Received:2015-12-08 Online:2016-10-20 Published:2015-12-08

摘要: 针对工业系统中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,基于内模控制原理,将IMC-PID(internal model control-proportional integral derivative)控制器参数整定与鲁棒控制相结合,设计一种IMC-PID控制器参数的鲁棒整定方法。通过一阶环节逼近积分环节,采用泰勒公式逼近时滞项,推导得到IMC-PID控制器参数的设计公式。并基于鲁棒性能指标给出了简单的参数整定解析表达式,实现IMC-PID控制器的鲁棒整定。仿真结果表明,基于鲁棒性能指标的IMC-PID控制方法克服了常规方法中参数整定的盲目性,可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性。

关键词: 鲁棒性, 动态响应, 积分时滞对象, 内模PID, 参数整定

Abstract: For the integrated plus time delay in industrial system, a design and parameters tuning approach of internal model control PID(IMCPID)controller was proposed. The integrator in the model was replaced by a first-order lag, the steady-state performance of the system was improved, the time-delay term in the model was approached with the first-order Taylor expansion, and the design method of IMC-PID controller was founded. The analytical expression for robust tuning the adjustable parameter of the IMC-PID controller was derived based on the robustness index of the control system. The simulation results showed that the proposed method could provide a better dynamic performance and robustness against parameters perturbation, and the blindness of conventional method for controller parameter tuning was overcome.

Key words: dynamic response, internal model control-PID, integral process with time-delay, robustness, parameter tuning

中图分类号: 

  • TP273
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