一种基于时频控制方法的控制器设计与实验

作     者：武秀恒 杜岳峰 C.Steve.SUH 毛恩荣 宋正河 WU Xiu-heng;DU Yue-feng;MAO En-rong;SONG Zheng-he

作者机构：中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083 德克萨斯A&M大学机械工程系德克萨斯77843 

基　　金：北京市科技创新基地培育与发展基金专项(Z151100001615017)资助~~ 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2017年第34卷第3期

页      码：329-336页

摘      要：为提升被控系统在整个工作频域内的动态性能,本文提出一种时频(time-frequency,TF)控制方法的理论框架,该框架通过应用小波分析技术以提高传统控制器性能的方式达到上述目标.在阐述了此框架下TF控制机理的基础上,结合传统PI控制方法设计了一种时频PI(time-frequency PI,TFPI)控制器,并对TFPI控制器中时频参数的设计原理进行了分析.针对TFPI控制器中参数众多所导致的整定工作量增大的问题,结合最优控制理论中积分型性能指标的概念,建立了以单纯形优化方法为手段的参数自动寻优策略.最后以电磁阀控制液压缸系统模型为例进行了控制器硬件在环仿真测试.阶跃响应结果显示,在超调量不超过1%的要求下,相对传统PI控制器0.15s左右的响应时间,TFPI控制器响应时间可达0.06s,在不失稳定性的情况下显著提升系统的动态性能;此外,与文献中其他两种TF控制算法亦进行了仿真比较,结果进一步证明了该控制方法在系统动态性能提升方面的有效性.

主 题 词：时频控制 小波分析 自动寻优 电液系统 硬件在环 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 0811[工学-水利类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2017.60334

馆 藏 号：203230540...