本文選題：分數(shù)階比例-積分-微分控制 + 達芬振子　； 參考：《力學(xué)學(xué)報》2016年02期

【摘要】：與傳統(tǒng)整數(shù)階比例-積分-微分(PID)控制器相比,分數(shù)階比例-積分-微分控制器由于增加了兩個控制參數(shù),因此能夠更靈活地控制受控對象.研究了基于速度反饋分數(shù)階比例-積分-微分控制的達芬振子的主共振,利用平均法獲得了系統(tǒng)的近似解析解.研究發(fā)現(xiàn)分數(shù)階比例-積分-微分控制器的比例環(huán)節(jié)以等效線性阻尼的形式影響系統(tǒng)的共振振幅,積分環(huán)節(jié)以等效線性阻尼和等效線性剛度的形式影響系統(tǒng)的動力學(xué)特性,微分環(huán)節(jié)以等效線性阻尼和等效質(zhì)量的形式影響系統(tǒng)的動力學(xué)特性.建立了主共振幅頻響應(yīng)方程的解析表達式和穩(wěn)定性判斷準則,并對主共振幅頻響應(yīng)的近似解析解和數(shù)值解進行了比較,二者吻合良好,驗證了求解過程和近似解析解的正確性.分析了分數(shù)階比例-積分-微分控制器的比例環(huán)節(jié)系數(shù)、積分環(huán)節(jié)系數(shù)、微分環(huán)節(jié)系數(shù)以及分數(shù)階階次變化時,對系統(tǒng)主共振幅頻響應(yīng)的影響.對分數(shù)階比例-積分-微分控制器與傳統(tǒng)整數(shù)階比例-積分-微分控制器的控制效果進行了對比,發(fā)現(xiàn)當控制器各個環(huán)節(jié)的系數(shù)相同時,基于速度反饋的分數(shù)階比例-積分-微分控制對達芬振子主共振的控制效果要優(yōu)于傳統(tǒng)整數(shù)階比例-積分-微分控制.
[Abstract]:Compared with the traditional integer order proportional integral differential (PID) controller, the fractional order proportional integral differential controller can control the controlled object more flexibly because of the increase of two control parameters. The main resonance of the Dafen oscillator based on the fractional proportional integral differential control based on the velocity feedback is studied and the system is obtained by means of the mean method. It is found that the proportional link of fractional order integral differential controller affects the resonance amplitude of the system by the form of equivalent linear damping. The integral link affects the dynamic characteristics of the system by the form of equivalent linear damping and equivalent linear stiffness, and the differential link is influenced by the equivalent linear damping and the equivalent mass form. The analytic expression of the amplitude frequency response equation of the main resonance and the criterion for judging the stability are established, and the approximate analytical solution and the numerical solution of the amplitude frequency response of the main resonance are compared. The two ones are in good agreement, and the correctness of the solving process and the approximate analytical solution are verified. The ratio of the fractional proportion integral differential controller is analyzed. The effect of the link coefficient, integral link coefficient, differential link coefficient and fractional order change on the amplitude frequency response of the main resonance of the system. The control effect of the fractional proportional integral differential controller and the traditional integer order proportional integral differential controller is compared. The speed feedback Fractional Order Integro differential control is superior to the traditional integer order proportional integral derivative control for the main resonance of the Duffing oscillator.

【作者單位】： 石家莊鐵道大學(xué)機械工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11372198) 河北省高等學(xué)校創(chuàng)新團隊領(lǐng)軍人才計劃(LJRC018) 河北省高等學(xué)校高層次人才科學(xué)研究項目(GCC2014053) 河北省高層次人才資助項目(A201401001)資助項目
【分類號】：O328

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：1796193