[发明专利]一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数阶PI控制方法

说明书

本发明公开了一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数阶PI控制方法，包括：构建具有预估补偿的分数阶时滞系统，所述分数阶时滞系统为被控对象；根据所述被控对象构建具有预估补偿分数阶PI控制器的闭环控制系统；给定稳态误差区间，根据所述稳态误差区间确定所述预估补偿分数阶PI控制器使所述分数阶时滞系统最快或者在给定时间区间内达到所述给定稳态误差区间的合理比例系数。可以解决分数阶系统的控制效果不佳，设计过程复杂，不能较好的应用于分数阶系统的问题。

技术领域

本发明涉及控制领域，具体说是一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数 阶PI控制方法。

背景技术

目前，在分数阶系统中，均存在时滞现象，系统时滞会对控制系统造成不 利影响。在分数阶系统的控制效果不佳，设计过程复杂，不能较好的应用于分 数阶系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数阶PI控制 方法，以解决分数阶系统的控制效果不佳，设计过程复杂，不能较好的应用于 分数阶系统的问题。

本发明提供一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数阶PI控制方法，包括：

构建具有预估补偿的分数阶时滞系统，所述分数阶时滞系统为被控对象；

根据所述被控对象构建具有预估补偿分数阶PI控制器的闭环控制系统；

给定稳态误差区间，根据所述稳态误差区间确定所述预估补偿分数阶PI控 制器使所述分数阶时滞系统最快或者在给定时间区间内达到所述给定稳态误差 区间的合理比例系数。

优选地，根据所述分数阶时滞系统输入输出有界的条件，确定所述预估补 偿分数阶PI控制器的比例环节的比例系数。

优选地，根据所述比例环节的比例系数以及所述给定稳态误差区间，确定 使所述分数阶时滞系统最快达到所述给定稳态误差区间的积分环节的比例系 数。

优选地，求取所述分数阶时滞系统在阶跃输入条件的稳态值，根据所述稳 态值确定所述稳态误差区间。

优选地，求取所述分数阶时滞系统的稳态值的方法在于：将所述分数阶时 滞系统的传递函数分解为第一部分和第二部分；

所述第一部分和所述第二部分的系数除分数阶系数外，其他系数均为共轭 转置关系；

将所述第一部分和所述第二部分进行拉氏逆变换，分别得到所述第一部分 的第一时域表达式和所述第二部分的第二时域表达式；

根据所述第一时域表达式和所述二时域表达式求取所述分数阶时滞系统的 时域响应；

根据所述时域响应得到所述分数阶时滞系统在阶跃输入条件的稳态值。

优选地，所述具有预估补偿的分数阶时滞系统构造的方法在于：

分数阶系统串联时滞环节，构成第一分数阶时滞系统；然后

所述分数阶系统重新串联所述时滞环节后，在减去所述分数阶系统，得到 第二分数阶时滞系统；

所述第一分数阶时滞系统和所述第二分数阶时滞系统并联。

优选地，所述闭环控制系统为反馈环节为1的负反馈。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供一种针对分数阶时滞系统的预估补偿分数阶PI控制方法，以解 决分数阶系统的控制效果不佳，设计过程复杂，不能较好的应用于分数阶系统 的问题。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、 特征和优点更为清楚，在附图中：