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《基于時域的分?jǐn)?shù)階PID廣義預(yù)測控制算法改進(jìn)及仿真.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、《電氣自動化}2011年第33卷第4期控制理論及其應(yīng)用ControITheoH＆ItsApplications基于時域的分?jǐn)?shù)階PID廣義預(yù)測控制算法改進(jìn)及仿真郭偉程曉沖李濤(南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院，南京210044)摘要：在分析FOPID(分?jǐn)?shù)階PID)算法和GPC(廣義預(yù)測控制)算法的基礎(chǔ)上，針對兩種算法的不足，結(jié)合兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，推導(dǎo)出了基于FOPID性能指標(biāo)的改進(jìn)的GPC算法FOPID—GPC算法，將GPC算法的性能指標(biāo)通過FOPID構(gòu)造出來。改進(jìn)后的算法結(jié)合了FOPID算法的優(yōu)點(diǎn)，具有多個可調(diào)參數(shù)，穩(wěn)定性較好。通過對工業(yè)實時以太網(wǎng)(EPA)實驗裝置的模型
2、仿真，在時域內(nèi)分析了PID型廣義預(yù)測控制算法控制器的參數(shù)選擇對控制性能的影響，說明了FOPID—GPC比PIDGPC和GPC算法的控制性能更好，為工程應(yīng)用打下了較好的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：分?jǐn)?shù)階PID控制廣義預(yù)測控制FOPID—GPC性能分析[中圖分類號]TP11[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]1000—3886(2011)04—0001-03lmprovedFractional-orderPlDGeneralizedAlgorithmicControlAlgorithmBasedOnTimeDomainGuoWeiChengXiaochongLiTao(Instituteof
3、InformationandControl，NanjingUnive~ityofInformationScienceandTechnology，ⅣnngJiangsu210044，China)Abstract：OnthebaseofanalysisofGPC(GeneralizedAlgorithmicContro1)algorithmandPIDalgorithm，thederivationofPIDGPCalgorithm，theimprovedGPCalgorithm，isgivenbasedonPIDperformanceindex．，theperformanc
4、eindexofGeneralizedPredictiveControlalgorithmwasrestructuredasFOPIDform．Theimprovedalgorithmhasmoreparameters．IthastheadvantagesofFOPIDalgorithm，whichisreliableinoperationandrobustinperformance．TheinfluenceofFOPID—GPCcontrollerparametertuningonsystemperformancewasanalyzedintimedomainwith
5、simulationsonarealtimeEthernetforPlantAutomation(EPA)experimentdevice．SimulationresultshowsthatFOPID—GPCalgorithmhasbetterperformancethanPIDGPCalgorithmandGPCalgorithm，whichgroundswellforengineeringapplication．Keywords：Fractional—orderPIDcontrolGeneralizedPredictiveControlFOPID—GPCPerfor
6、manceanalysis0引言義預(yù)測控制算法的基礎(chǔ)上，將這兩種算法相結(jié)合，提出了一種新的控制算法——F0PID-GPC，通過在EPA實驗系統(tǒng)中雙容水箱上廣義預(yù)測控制(GeneralizedPredictiveControl，GPC)作為預(yù)測的實例仿真分析該算法的動態(tài)性能和控制效果?？刂浦幸环N典型的算法，是一種自適應(yīng)模型預(yù)測控制算法，由于廣義預(yù)測控制機(jī)理上的滾動時域特點(diǎn)，它的控制器參數(shù)設(shè)定多是1GPC概述啟發(fā)式的，主要參數(shù)以隱式的方式出現(xiàn)在閉環(huán)傳遞函數(shù)中，因而廣義預(yù)測控制(GPC)采用被控對象的參數(shù)化模型為含有外難以進(jìn)行定量分析。這給廣義預(yù)測控制帶來控制器參數(shù)調(diào)節(jié)的部隨
7、機(jī)階躍擾動項的輸入輸出差分方程問題，以及其穩(wěn)定性和魯棒性的研究帶來了困難。因其模型計算A(q)Y(t)=B(q一。)u(t一1)+c(g)(t)／A(1)中難以采用較小的采樣周期，難以克服生產(chǎn)過程中突變性擾動，式中Y(t)和(t)分別表示系統(tǒng)的輸出和輸入；△=1一q為差分影響了控制品質(zhì)l2』。針對以上的不足，郭、王(2008)對GPC算算子；{ai}，和{C}分別為A，曰和c為3個多項式的系數(shù)；法進(jìn)行了改進(jìn)，將經(jīng)典的PID控制與廣義預(yù)測控制相結(jié)合，形成，和n。為對應(yīng)的階次；(t)／A為隨機(jī)階躍擾動項。A(q)的新型預(yù)測控制算法——P
