非最小相位系统的复杂控制算法研究

doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.01.010

电子科技 ›› 2021, Vol. 34 ›› Issue (1): 55-59.doi: 10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2021.01.010

非最小相位系统的复杂控制算法研究

王佳人,王亚刚

上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093

收稿日期:2019-10-16 出版日期:2021-01-15 发布日期:2021-01-22
作者简介:王佳人(1996-),女,硕士研究生。研究方向:系统辨识等。|王亚刚(1967-),男,博士,教授。研究方向:系统辨识,先进过程控制等。
基金资助:
国家自然科学基金(61703277);国家自然科学基金青年基金(11502145)

Research on Complex Control Algorithms for Non-Minimum Phase Systems

WANG Jiaren,WANG Yagang

School of Optical Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China

Received:2019-10-16 Online:2021-01-15 Published:2021-01-22
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(61703277);National Natural Science Foundation of China Youth Fund(11502145)

摘要/Abstract

摘要：

针对非最小相位系统右半平面零点所造成的负调问题,文中以抑制非最小相位系统的负调和时滞问题为目的,将两步PID参数整定法与Smith预估控制器相融合,提出了一种复杂控制算法。该算法通过调整系统前置系数和PID参数,达到抑制非最小相位负调的作用,并将其作用于Smith预估控制结构中,达到提升系统响应时间的目的。利用MATLAB软件中的Simulink对典型二阶控制系统建立仿真模型。仿真结果表明,该复杂控制算法在消除系统负调的同时也提升了系统的响应时间,验证了该复杂控制算法的有效性和鲁棒性。

关键词: 非最小相位系统, Smith预估控制器, PID控制器, 两步参数整定, 复杂控制算法, MATLAB仿真

Abstract:

For the undershoot caused by zeroes in the right-half plane of non-minimum phase systems, in order to suppress the undershoot and time lag of non-minimum phase systems, a two-step PID tuning method combined with the Smith predictive controller is proposed as a complex control algorithm. The algorithm achieves the effective of suppressing the undershoot of non-minimum phase systems by adjusting the pre-coefficient and PID parameters and applies it to the Smith predictive control structure to achieve the purpose of improving the system response time. The simulation model is established by using Simulink in MATLAB software to simulate a typical second-order control system. The simulation results show that the complex control algorithm eliminates the negative adjustment of the system, and verifies the effectiveness and robustness of the complex control algorithm.

Key words: non-minimum phase system, Smith predictor, PID controller, two-step tuning method, complex control algorithm, MATLAB simulation

中图分类号:

TP13

王佳人,王亚刚. 非最小相位系统的复杂控制算法研究[J]. 电子科技, 2021, 34(1): 55-59.

WANG Jiaren,WANG Yagang. Research on Complex Control Algorithms for Non-Minimum Phase Systems[J]. Electronic Science and Technology, 2021, 34(1): 55-59.

图/表 9

图1

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表1

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参考文献 16

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控制方法	负调/%	系统响应速度/s
Smith预估控制法	22.0	12
两步PID参数整定法	0.0	55
本文复杂控制算法	1.6	32

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