阮士涛， 郑恩让

(陕西科技大学 电气与信息工程学院， 陕西 西安　710021)



大时滞对象分数阶PIλ控制

阮士涛， 郑恩让*

(陕西科技大学 电气与信息工程学院， 陕西 西安710021)

摘要：针对一阶大时滞对象，提出了一种分数阶PIλ控制器设计方法，利用相位裕度指标设计控制器，并通过优化分数阶次λ来增强系统对控制对象参数变化的鲁棒性.为了与常规的控制方法进行公平的比较，采用同样的相位裕度指标设计了整数阶PI控制器，并采用直接综合方法设计了Smith预估控制器.仿真结果表明，分数阶PIλ控制和Smith预估控制的鲁棒性明显优越于整数阶PI控制.

关键词：分数阶控制器； 一阶时滞对象； Smith预估控制； 鲁棒性

0引言

PID控制结构简单、鲁棒性好，在工业过程控

制领域应用最为广泛.然而随着工业的发展以及对控制系统性能和鲁棒性要求的提高，常规PID控制器由于其结构上的限制，已经很难有效应用于某些场合.

分数阶PIλDμ控制器[1]通过引入积分阶次λ和微分阶次μ实现了对常规PID控制器的一般化，它比常规PID控制器多了两个自由度，从而为系统性能和鲁棒性的进一步改善提供了可能.而根据参数λ和μ的不同取值，分数阶PIλDμ控制器又可以细分为分数阶PIλ控制器[2-7]、分数阶PDμ控制器[8,9]、分数阶IλDμ控制器[10]等多种形式.

时滞对象的分数阶控制研究是一个新的研究课题，文献[2]针对一阶时滞对象，基于相位裕度和平坦相位指标设计了分数阶PIλ控制器，使得系统对控制对象增益变化具有较强的鲁棒……