改進(jìn)的分?jǐn)?shù)階PID控制算法及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-01-03 07:19
分?jǐn)?shù)階微積分是整數(shù)階微積分的廣義形式,隨著分?jǐn)?shù)階微積分理論的完善,分?jǐn)?shù)階微積分理論在控制領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸成為研究熱點。分?jǐn)?shù)階PID控制器是分?jǐn)?shù)階微積分理論應(yīng)用的重要成果,具有五個控制參數(shù),控制參數(shù)的整定較為困難。目前,分?jǐn)?shù)階PID控制器已得到廣泛應(yīng)用,但對一些復(fù)雜系統(tǒng)而言分?jǐn)?shù)階PID控制器仍然難以取得令人滿意的控制效果。針對上述問題,本文主要做了以下研究工作:基于傳統(tǒng)量子粒子群優(yōu)化算法的分?jǐn)?shù)階PID控制參數(shù)優(yōu)化過程易陷入局部最優(yōu)解。本文在尋優(yōu)過程中加入粒子更新處理和粒子擴(kuò)散處理兩種方式,得到一種改進(jìn)的量子粒子群優(yōu)化算法,對比仿真驗證了改進(jìn)量子粒子群優(yōu)化算法在參數(shù)尋優(yōu)上的先進(jìn)性。低階整數(shù)階傳遞函數(shù)近似分?jǐn)?shù)階PID控制器易實現(xiàn),但精度較低。本文采用改進(jìn)的量子粒子群優(yōu)化算法,提出了一種改進(jìn)的分?jǐn)?shù)階微積分算子低階近似方法,有效地提高了分?jǐn)?shù)階微積分算子低階近似精度,仿真對比實驗驗證了該方法的有效性。為提高永磁同步電機(jī)控制中分?jǐn)?shù)階PI控制器的控制性能,在分析分?jǐn)?shù)階PI控制器作用的基礎(chǔ)上,提出了一種積分限幅的分?jǐn)?shù)階PI控制器。為進(jìn)一步改進(jìn)積分限幅的分?jǐn)?shù)階PI控制器的控制性能,利用離散的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Matlab/Simulink軟件中PMSM仿真模型
iK 取得較大時,就能避免起動時分?jǐn)?shù)階積分器輸出的控制量過大導(dǎo)致 速出現(xiàn)超調(diào),且 PMSM 的電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,能拖動負(fù)載同步轉(zhuǎn)動由 PMSM 轉(zhuǎn)矩公式(3.21)可計算當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 5Nm 時,電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定控制量輸出約為 5.57。設(shè)計一個理想情況下的分?jǐn)?shù)階積分器限幅的分?jǐn)?shù)L-FOPI)控制器如圖 3.9 所示。
圖 3.15 永磁同步電機(jī)實驗平臺Fig 3.15 Permanent magnet synchronous motor experimental platform驗結(jié)果分析 PMSM 三種不同的工況,即空載起動、帶載起動和突卸負(fù)載,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模糊規(guī)則的自適應(yīng)分?jǐn)?shù)階PIλ控制器的研究[J]. 楊寧寧,韓宇超,田錄林,賈嶸,吳朝俊. 西安理工大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[2]基于Tustin變換的分?jǐn)?shù)階微分算子近似離散化[J]. 宋保業(yè),許琳,盧曉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(13)
[3]分?jǐn)?shù)階控制算法在交流伺服系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)[J]. 李儒貴,單梁,李曉春,李軍,戚志東. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(S1)
[4]Improved Oustaloup approximation of fractional-order operators using adaptive chaotic particle swarm optimization[J]. Zhe Gao * and Xiaozhong Liao School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(01)
[5]一種分?jǐn)?shù)階微積分算子的有理函數(shù)逼近方法[J]. 李文,趙慧敏. 自動化學(xué)報. 2011(08)
[6]粒子群優(yōu)化同步電機(jī)分?jǐn)?shù)階魯棒勵磁控制器[J]. 姚舜才,潘宏俠. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2010(21)
[7]鍋爐-汽輪機(jī)系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階控制器設(shè)計[J]. 王東風(fēng),王曉燕,韓璞. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2010(05)
[8]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器參數(shù)設(shè)計方法——極點階數(shù)搜索法[J]. 嚴(yán)慧,于盛林,李遠(yuǎn)祿. 信息與控制. 2007(04)
[9]Digital implementation of fractional order PID controller and its application[J]. Wang Zhenbin, Wang Zhenlei, Cao Guangyi & Zhu XinjianDepartment of Automation, Fuel Cell Institute, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2005(01)
博士論文
[1]混沌粒子群優(yōu)化算法理論及應(yīng)用[D]. 唐賢倫.重慶大學(xué) 2007
碩士論文
[1]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器設(shè)計與應(yīng)用研究[D]. 張欣.大連理工大學(xué) 2016
[2]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制及其應(yīng)用研究[D]. 錢曉穎.東南大學(xué) 2016
[3]DC-DC變換器建模與數(shù)字化控制[D]. 劉佳.浙江大學(xué) 2016
[4]三電平逆變器SVPWM控制策略的研究[D]. 劉亞軍.華中科技大學(xué) 2008
[5]分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器的設(shè)計及數(shù)字實現(xiàn)[D]. 嚴(yán)慧.南京航空航天大學(xué) 2007
本文編號:2954561
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Matlab/Simulink軟件中PMSM仿真模型
iK 取得較大時,就能避免起動時分?jǐn)?shù)階積分器輸出的控制量過大導(dǎo)致 速出現(xiàn)超調(diào),且 PMSM 的電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,能拖動負(fù)載同步轉(zhuǎn)動由 PMSM 轉(zhuǎn)矩公式(3.21)可計算當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 5Nm 時,電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定控制量輸出約為 5.57。設(shè)計一個理想情況下的分?jǐn)?shù)階積分器限幅的分?jǐn)?shù)L-FOPI)控制器如圖 3.9 所示。
圖 3.15 永磁同步電機(jī)實驗平臺Fig 3.15 Permanent magnet synchronous motor experimental platform驗結(jié)果分析 PMSM 三種不同的工況,即空載起動、帶載起動和突卸負(fù)載,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模糊規(guī)則的自適應(yīng)分?jǐn)?shù)階PIλ控制器的研究[J]. 楊寧寧,韓宇超,田錄林,賈嶸,吳朝俊. 西安理工大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[2]基于Tustin變換的分?jǐn)?shù)階微分算子近似離散化[J]. 宋保業(yè),許琳,盧曉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2015(13)
[3]分?jǐn)?shù)階控制算法在交流伺服系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)[J]. 李儒貴,單梁,李曉春,李軍,戚志東. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(S1)
[4]Improved Oustaloup approximation of fractional-order operators using adaptive chaotic particle swarm optimization[J]. Zhe Gao * and Xiaozhong Liao School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(01)
[5]一種分?jǐn)?shù)階微積分算子的有理函數(shù)逼近方法[J]. 李文,趙慧敏. 自動化學(xué)報. 2011(08)
[6]粒子群優(yōu)化同步電機(jī)分?jǐn)?shù)階魯棒勵磁控制器[J]. 姚舜才,潘宏俠. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2010(21)
[7]鍋爐-汽輪機(jī)系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階控制器設(shè)計[J]. 王東風(fēng),王曉燕,韓璞. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2010(05)
[8]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器參數(shù)設(shè)計方法——極點階數(shù)搜索法[J]. 嚴(yán)慧,于盛林,李遠(yuǎn)祿. 信息與控制. 2007(04)
[9]Digital implementation of fractional order PID controller and its application[J]. Wang Zhenbin, Wang Zhenlei, Cao Guangyi & Zhu XinjianDepartment of Automation, Fuel Cell Institute, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2005(01)
博士論文
[1]混沌粒子群優(yōu)化算法理論及應(yīng)用[D]. 唐賢倫.重慶大學(xué) 2007
碩士論文
[1]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器設(shè)計與應(yīng)用研究[D]. 張欣.大連理工大學(xué) 2016
[2]分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制及其應(yīng)用研究[D]. 錢曉穎.東南大學(xué) 2016
[3]DC-DC變換器建模與數(shù)字化控制[D]. 劉佳.浙江大學(xué) 2016
[4]三電平逆變器SVPWM控制策略的研究[D]. 劉亞軍.華中科技大學(xué) 2008
[5]分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器的設(shè)計及數(shù)字實現(xiàn)[D]. 嚴(yán)慧.南京航空航天大學(xué) 2007
本文編號:2954561
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