针对直流调速系统,设计了一种模糊自整定的分数阶内模控制器。首先将分数阶理论与内模控制(internal model control,IM C)相结合设计分数阶内模控制器,其参数可根据系统的相角裕度和穿越频率进行解析整定;然后在分析了相角裕度和穿越频率对系统性能影响的基础上,设计出模糊控制器,实现了系统根据转速偏差和偏差变化对控制器参数的在线自整定,克服了系统性能对相角裕度和穿越频率选择的依赖。仿真和试验结果表明模糊自整定分数阶内模控制器可使系统具有良好的动态响应、干扰抑制特性以及克服参数摄动的鲁棒性。
针对高阶系统提出了一种模型降阶以及分数阶内模IDμ控制器设计方法。首先基于积分平方误差(ISE)性能指标,利用微粒群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法将高阶系统模型降阶为含有时滞环节的分数阶模型;然后根据内模控制(Internal Model Control,IMC)原理,并用一阶泰勒表达式逼近模型中的时滞环节,推导出了分数阶IMC-IDμ控制器,该控制器仅包含一个可调参数;最后根据系统的最大灵敏度指标,实现了控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明,本文方法可使系统同时具有较好的动态响应、干扰抑制性能以及克服参数摄动的鲁棒性。
