V01．35 No．5
第35卷第5期
系
工程与 子技
and Electronics
2013年5月
Systems
2013
Engineering
May
文章 号：1001— 506x(2013)05— 1064一06
网址：www．sys— ele．com
分数 PID控制器参数的自适
黄 ，周 亮， 建弘
工程大学信息与通信工程学院，黑 江哈
(哈
150001)
摘
要：分数 比例一 分一微分(proportional— integral一de“vative，PID)控制器是整数 PID控制器在复数域
的推广，通 引入两个可 参数A和岸使得控制器参数整定范 大，但使得参数 得更加复 分数
PID控制器的特点，提出了一种参数自适 的改 型差分 化算法整定方法，在目 函数的 取上，
。
与
差乘
准
超
果
量控制不足，引入 差与控制信号加 ，分
明了 控制器参数 方法的有效性和准确性。
整数 和分数 被控模型 行理
分析和数 仿真，仿真
关
中
：分数 比例一 分一微分控制器；差分 化；参数整定；自适
273
分
号：TP
文献
志
：A
DoI：10．3969／j．issn．1001— 506X．2013．05．28
on
of the fractional
SelfLadj usting design
parameters
0rder PID controller
Li— lian，ZHOU
Xiao一1iang，XIANG Jian— hong
(CoZZ已98 o，I，z，o"7l口￡io咒口，zd C07咒m“起ic乜￡io竹E竹gi起PPri竹g，Hn，-6i咒E，zgi咒ee一，zg
U挖i。Prs缸y，H口r6i挖j 5000】，C^i懈)
fractional order
is the
of the clas—
expansion
Abstract：The
proportional— integral— derivative(PID)controller
sical
order PID controIler in domain． Two variable
complex
A
to
parameters
brought
expand
integral
and are
the
the controller is made more
For the characteristics of the fractional order
tuning range，but
complicated．
modified differential evolution
with
is
to tune the contr01一
PID，a
algorithm
parameter self．adj usting
presented
signal
To choose the
addition of error and control
as the
of
disadvantage
ler．
function，the
objective
weighted
overshoot contr01 with
time and absolute error criterion are introduced． Theoretical
and si—
integrated
analysis
and fractional order The simulation results il—
plant separately．
mulation are carried on with
order
integer
plant
of the method．
proposed
and
lustrate the effectiveness
accuracy
order
differential
evolution；
KeywoI‘ds：fractional
proportional一integral— derivative(PID)controller；
para—
meter
tuning；self-adiusting
不是整数，比
的比例一 分一微分(proportional— intrgral—
O
引
言
derivative，PID)控制器多了两个可 参数，在提高参数精
确性的同 ，也使得 得更加复 。因此， 分数
控制系 的参数整定方法已成 当前研究的 点。
差分 化算法(differential evolution，DE)是一种基于
律的 内全局 化策略[1⋯ 。与普
算法(genetic algo“thms，GA)相比具有明
方式和算 运算，降低了运算 程的
近年来，随着科技的 步， 算机技
的
速
展，以
构
及
制
控制系
精度的要求越来越高，分数 系 在控
域被高度重 ，在控制器
方面取得了
大
展。
生物
通的
化
空
文献[1]提出了一 P11 控制器，并
于分数 被控 象有效；文献[2]提出了基于 期交叉
和相位裕度的 域分析方法。文献[3]提出了一种基于复
了
控制器
率
的
，采用浮点矢量
平面上极点分布情况的
数字
控制系
延和 包特性的网 控制系 邙]，高超速 行器抗
方法；文献[4— 6]在P11p的
复
度并提高了可靠性。DE
不到20年的 展及改
，已广泛 用在
多目 [123及
中，如非 性化学 程 化口“、
的稀步 化口31等。本文根
方面均取得了很大的成就。在
工程中，分数
已
用在超前校正器和滞后
器L71，具有
化
天
据DE算法可 用于多参数 束条件目 函数
，将
姿
控制器[e 3等。在P1、p控制器中，微分和 分的 次通常
PI、D}i的5个参数作 量 行 ，在Simulink 境下
收稿日期：2012一05一04；修回日期：2012— 10一25。
基金 目：国家自然科学基金(61203004)；中央高校基本科研
金(HEucFTl203)；黑 江省自然科学基金(F201220) 助
万方数据
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