面向延迟分数阶过程的多目标 LQR 最优权重选择设计 FOPID 控制器
最优化与控制
2016-12-01 v1 系统与控制
动力系统
摘要
本文提出了一种基于线性二次型调节器（LQR）技术的分数阶 PID 控制器最优折衷设计方法，该方法使用两个相互冲突的时域控制目标。状态轨迹和控制信号的偏差由 LQR 自动施加。本文控制了一类具有单个非整数阶元件的延迟分数阶系统，这些系统表现出迟缓和振荡的开环响应。分数阶时滞过程在基于 LQR 的 FOPID 设计的多目标优化框架内得到控制。分数阶模型中的时滞通过两种设计延迟系统最优二次型调节器的解析公式来处理。在 FOPID 控制器整定的背景下，比较了这两种用于镇定延时系统的 LQR 设计方法。多目标控制设计方法产生了在单位设定点变化的跟踪性能与控制信号的总变差之间的帕累托最优折衷解。数值仿真比较了多目标 LQR-FOPID 设计中两种时滞处理技术的优点，同时展示了这些最优控制器抑制负载扰动的能力。随后，利用非支配帕累托解的中位数，为最优 LQR-FOPID 控制器参数形成了整定规则，以处理延迟分数阶过程。
引用
@article{arxiv.1611.09778,
title = {Multi-objective LQR with Optimum Weight Selection to Design FOPID Controllers for Delayed Fractional Order Processes},
author = {Saptarshi Das and Indranil Pan and Shantanu Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.09778},
year = {2016}
}
备注
29 pages, 9 figures, 6 tables