[发明专利]一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法

说明书

本发明涉及一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法，包括以下步骤：使用绝对误差积分性能指标对系统动态过程性能进行评价，并以此为标准对控制器进行优化，使得系统满足其性能指标范围；在优化的控制器基础上对其鲁棒性指标进行分析，通过监测系统鲁棒性指标与控制器参数间的变化曲线，对控制器参数进一步调整，使得其控制性能最大化。使用本发明指导新设计的组合积分控制器对于一阶时滞组合积分过程的控制效果有着响应速度快，鲁棒性能好的特点。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法。

背景技术

现如今，一个完整的流程工业生产过程中有着成百上千个不同类型的控制回路，它们均在不同的条件下运转。同时，应用于它们的控制器也是不尽相同，如：PID控制器及其各种改进型控制器、Smith预估控制器、预测PI/PID控制器等。如何针对控制器的性能进行评价和优化直接影响到整个控制系统的控制效果。一般地，控制器性能的评价主要分为：采集控制系统运行数据、选择制定性能评价准则、设计基准控制器、针对控制器作出性能评价、制定调整方案等几步。

针对相对应的被控对象设计其基准控制器，是控制器性能评价和优化的重要步骤之一，选择恰当合适的控制策略是是否能够对控制回路性能进行准确评价的基础。在对实际的工业控制回路进行评价是，主要考虑其稳定性、准确性以及快速性三个方面。针对控制器不同的性能有着不同的评价方法，常见的有随机扰动抑制能力、系统给定输入信号的跟踪能力、负载扰动抑制能力等。往是选取其中两种或多种性能进行控制器性能指标准则制定，为优化控制器提供参考依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法，能够同时对控制系统的动态性能和负载扰动的抑制能力进行评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法，包括以下步骤：

(1)使用绝对误差积分性能指标对系统动态过程性能进行评价，并以此为标准对控制器进行优化，使得系统满足其性能指标范围；

(2)在优化的控制器基础上对其鲁棒性指标进行分析，通过监测系统鲁棒性指标与控制器参数间的变化曲线，对控制器参数进一步调整，使得其控制性能最大化。

所述步骤(1)中以为准则对系统中的组合积分控制器进行性能评价，其中，IAE_d为绝对误差积分，τ₁为系统第一滞后时间，τ₂为系统第二滞后时间。

所述步骤(2)中监测系统鲁棒性指标与控制器参数间的变化曲线时，如果鲁棒性指标η不满足1.5≤η≤2.5，则进行控制器参数整定。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明由绝对误差积分性能和与鲁棒性能两个性能指标综合而成，绝对误差积分性能指标对系统的动态性能进行评价，鲁棒性能指标用于对系统抑制负载扰动的能力进行评价。这种性能评价方法易在实际工程中进行应用，具有明确的实际意义。

附图说明

图1为一阶时滞组合积分对象的绝对误差积分性能分析图；

图2为一阶时滞组合积分控制系统较差控制条件下的响应曲线图；

图3为一阶时滞后组合积分控制系统鲁棒性指标与控制器参数λ间的变化关系曲线图；

图4为一阶时滞组合积分控制系统中控制器整定前后以及控制器参数λ优化前后的阶跃响应曲线图；

图5为一阶时滞组合积分控制系统性能优化前后的绝对误差性能指标对比曲线图。

具体实施方式