Т. 325, № 5 : Информационные технологии

Синтез ПИД-регулятора в системах с запаздыванием методом условной оптимизации с ограничениями на размещение полюсов

ПИД-регуляторы получили широкое применение в промышленности. При правильной настройке эти регуляторы обеспечивают хорошее качество управления для большинства промышленных объектов. Актуальность работы определяется необходимостью разработки методов параметрического синтеза ПИД-регуляторов, реализуемых в режиме диалога с использованием современных средств моделирования и программирования. Цель исследования: разработка метода, позволяющего в диалоговом режиме выполнить синтез параметров ПИД-регулятора для объектов управления, имеющих временное запаздывание. Методы исследования: метод D-разбиения, модифицированный условиями частичного размещения полюсов замкнутой системы в заданных точках, интегральные критерии качества переходных процессов, методы оптимизации. Результаты. Сформулирована задача условной оптимизации параметров ПИД-регулятора для систем управления, в которых объект содержит временное запаздывание. Известно, что системы с запаздыванием имеют бесконечное число полюсов и с помощью ПИД-регулятора можно произвольно назначить только три полюса. Особенностью задачи является способ задания ограничений на размещение полюсов замкнутой системы. Предлагается два полюса замкнутой системы размещать в фиксированных точках, а остальные полюсы, называемые свободными, располагать в заданной области левой полуплоскости. Разработан итерационный метод решения задачи. Каждая итерация состоит из двух этапов. На первом этапе строится область допустимых решений при помощи обобщённого метода D-разбиения. На втором этапе решается задача одномерной оптимизации по интегральному критерию качества переходных процессов. Дан пример синтеза параметров ПИД-регулятора для типового объекта управления с запаздыванием. Приведенный пример показывает эффективность предлагаемого в статье метода синтеза.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, ПИД-регуляторы, метод D-разбиения, оптимизация, системы с запаздыванием, размещения, полюса,

Авторы:

Скачать PDF