伪微分反馈控制系统的智能积分优化

科
学
技
术
与
Ｔ
程
ｌ ０卷
关 。如果 以上所述 设 计 系统 参 数 ， 当系统 的输 人 大
于线 性范 围允 许 的 最 大 输人 ｒ 时 ， 统 经 过 一段 ０ ． 系
时 间 以后 控 制 器 的输 出将 迫使 末 级 控 制 单 元 进 入
智能限幅器
饱 和区工作 ， 此时 ｍ ＝／… ， ＞ｍ ， 只要 误 差不 ｒ ｍ。 且 ｔ
在 根本 上 保 证 了控 制 器 的 输 出在 过 驱 动 的情 况 下
按 照理论 设 计 出 的 参 数 无 需 太 大 的 调 整 即可 用 于
实 际系统 。
以基 本一 阶 被控对 象 的 Ｐ Ｆ控 制 系统 （ １ 其 Ｄ 图 ，
也 能始 终 位 于 末 级 控 制 单 元 的 线 性 范 围 内。 与 其
变号 ， 由于积 分作用 会 使 ｍ． 的值 继续 上 升 ， 然 由 虽 式 （） １ 可以看 出随着 一 项也 会逐 渐增大 ， ｋ。 Ｃ 从理 论 上 讲 ｍ，的值 在 误差 变 号 之 前 就 可 能开 始 减 少 ， 但
在 大多数 情况下后 两项 的影 响非 常 小 ， 是 因为 积 这 分值 增加 的速度要 比 Ｃ的增 加 速度 快 得 多 。且 当 Ｃ
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ ． ｎｎ． ００ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ．
计 算 机 技 术
伪 微 分 反 馈 控 制 系统 的智 能积 分优 化
闫红 蕾
（ 海 职 、 技 术 学 院 ， 州 ２ ５０ ） 江 Ｉ ｋ 扬 ２ １ １
摘
要
研 究 了对伪微分反馈控制 系统一 阶和二 阶系统 的优 化 方法 ， 将智 能积分 的概念 应用在 伪微分 反馈 控制 系统 中。经
２１ ０ ０年 ６月 １ 日收 到 ， ２ 修 改 ０ ６月 ２ １ ３
图 １ 一 阶被 控 对 象 的 Ｐ Ｆ控 制 系 统 方 块 图 Ｄ
当其 中负 载 Ｚ ＝０时 ， ： 有
ｍ＝ｉｄ ｋ ｋｅ一ａ ｆ￡ ｃ
作者 简介 ： 闫红蕾 （ ９ １ １ ８ 一）， ， 女 山东省淄博 市人 ， 助教 ， 硕士 ， 究 研
第 １ ０卷
Biblioteka Baidu
第２ ６期
２１ ００年 ９月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２ Ｓ ｐ． ０１ １ ０ ．６ ｅ ２ ０
１７ 一 ｌ１ ２ １ ２ —５ ７０ ６１ ８ ５（ ０ ０） ６ ６ ４ — ４
Ｓ ｉｎｃ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｃｅ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
ｌ 图法分类号 ｆ １
Ｔ ２３ １ Ｐ ７ ． ；
文献标志码
Ａ
伪 微 分 反 馈 （ ｓｕ ｏＤ ｒ ａ ｖ． ｅｄ ａｋ 简 称 Ｐ ｅ ｄ — ｅｉ ｔ ｅＦ ｅ ｂ ｃ ， ｖｉ Ｐ Ｆ 控 制 系统 对 一 阶 和 二 阶 系 统 的讨 论 都 是 基 于 Ｄ） 系统 工作 在 线 性 范 围 内 的情 况 ， 实 际 场 合 ， 于 在 由
过 研 究 实验 ， 于 所 有 实 际 的 一 阶或 者 二 阶被 控 对 象 来 讲 ， 能 积 分 Ｐ Ｆ控 制 器 无 疑 是 一 种 有 效 的最 优 控 制 器 。 对 智 Ｄ 关键词 伪 微 分 反 馈 控 制 系统 （ Ｄ ） Ｐ Ｆ 智 能 积分 优 化 一 阶 或 二 阶
它 控制 算法 相 比， 于 所 有 实 际 的一 阶 或 者 二 阶 被 对 控 对象 来讲 ， 能积 分 Ｐ Ｆ控 制 器无 疑是 一 种 有 效 智 Ｄ
的最优 控制 器 。
中 ｋ ０ 为例 ， ＝ ） 当被 控对 象 是一 阶 系统 时 ，Ｄ Ｐ Ｆ控制
系统 的方 块 图 如 图 １ 示 ， 所 系统 的输 出方 程 为
方 向 ： 算 机 控 制 技 术 。Ｅ ｍａ ： ａｈｎｌｉ１ １ １ ３ ｃｍ。 计 — ｉ ｙｎ ｏｇｅ ８ ＠ ６ ．ｏ ｌ ８
（ １ ）
注 意 到 ， 于积 分 环 节 的 存 在 使 得 ｍ 由 不 仅 与
被控 变 量 ｃ和误差 ｅ 有关 ， 与误 差持 续 的时 间 ｔ 还 有
于线 性 范 围 内 ， 而 提 高 了 系 统 的跟 踪 性 能 ， 且 从 并
致控 制器 的输 出 可 能 超 过 末 级 控 制 单 元 的 极 限驱
动能 力 ， 而 引起 较 大 的超 调 ， 至 于 导 致 系 统 发 从 甚
生振 荡或 失稳 … 。这就 是 系统 的过 驱动 问题 。
系统 输入 值 的大 幅 度 变 化 或 者 过 大 的 负 载 干 扰 导
数 学表 达 式 和 控 制 功 能 上 实 现 了对 被 控 变 量 的微 分 ， 在控 制系 统具 体 实 施 时 不 需 要 对被 控 变 量 进 而 行 微分 或 可 以 降低 微 分 阶次 的 控 制 系 统 。其 抗 干 扰 能力 强 ， 载 能 力 大 ， 被 控 系 统 参 数 变 化 不 敏 负 对 感， 结构 简 单 且 无 需 复 杂 计 算 ， 合 随 动 控 制 的 实 适 时性 和 精 确 性 。伪 微 分 反 馈 控 制 系 统 具 有 一 套 独特 的参 数设 计 方 法 ， 保 证 了控制 器 的输 出不 超 它 过末 级 控制单 元 的 能 量提 供 能 力 ， 系统 始 终 工 作 使
本文 就 这 种 情 况 引 入 智 能 积 分 的 概 念 。智 能 积分伪 微 分 反 馈 控 制 算 法 通 过 在 控 制 器 内 部 对 输
出进行 钳 制 使 其 不 超 过 末 级 控 制 单 元 的线 性 工 作 范围， 同时根 据 控 制 器 输 出 限 制 积 分 器 的 值 ， 而 从
１ 伪微分反馈控 制系统
伪 微 分 反 馈 控 制 （ ｓｕ ｏＤ ｒ ａ ｖ —ｅｄ ａ ｋ Ｐ ｅ ｄ — ｅｉ ｔ ｅＦ ｅｂ ｃ ｖｉ
ｃｎｒｌ ｏｔ 简称 Ｐ Ｆ控 制 ） 这 一 控 制 方 法 首 先 由美 国 ｏ Ｄ ， 康奈 尔 大学 教授 Ｒ ．Ｍ．Ｐ ｅ ｎ首先 提 出 ， 一种 在 ｈｌ ａ 是