那景童, 徐驰

(1.大连交通大学 电气信息学院,辽宁 大连 116028，2.北京化工大学 信息学院,北京 100029)

最大灵敏度指标的分数阶内模控制器设计

那景童1, 徐驰2

(1.大连交通大学 电气信息学院,辽宁 大连 116028，2.北京化工大学 信息学院,北京 100029)

针对分数阶控制器设计时参数整定复杂问题，提出一种基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计方法。首先采用粒子群优化算法对原系统模型进行简化处理，在模型简化基础上，根据内模控制原理设计分数阶内模控制器，该控制器仅有一个可调参数，通过这一可调参数可以实现所提控制器的快速整定。最后通过最大灵敏度指标实现分数阶内模控制器的鲁棒整定。仿真结果表明该方法具有良好的控制品质及克服参数摄动的鲁棒性。

分数阶控制；模型简化；内模控制；快速整定；最大灵敏度

0 引 言

分数阶PIαDβ控制器与传统PID控制器相比，多了两个可调参数(α,β)，当α=β=1时，控制器属于常规PID控制器，正是由于α，β连续可调，因此分数阶PIαDβ控制器具有更大的调节范围、更强的鲁棒性，为得到更优的系统动态性能创造了条件。但正是可调参数的增加增大了控制器参数的整定难度，文献[1]提出的基于控制系统期望带宽的IMC-PIαDβ控制器，但需要分析系统的频率响应特性；在其中设计的IMC-PIαDβ控制器，通过引入内模控制准则减少了分数阶控制器的整定参数，但该方法设计过程中未考虑控制模型参数变化的情况，当系统工作环境发生变化时，所设计的控制器性能会急剧下降。……