摘要：现实控制系统研究中存在很多分数阶系统,因此对系统提出了分数阶PIλDμ控制器,控制器将传统整数阶PID控制器的微分与积分阶数扩展到分数,增加了两个参数微分阶数μ和积分阶数λ。为了对比研究分数阶系统分别在分数阶PIλDμ控制器控制下和在整数阶PID控制器控制下的系统性能,针对一个典型的分数阶系统,分别设计两类控制器,再进行性能比较。实验仿真结果表明,与整数阶PID控制器相比,该系统在分数阶PIλDμ控制器控制下整个闭环系统具备较好的动、静态性能,并且鲁棒性较强,说明分数阶PIλDμ控制器控制性能的优越性以及当被控系统为分数阶系统时应该设计分数阶PIλDμ控制器。

摘要：分数阶PIλ控制器相比于传统的PI控制器有着更好的控制性能,特别适合对动态性能要求较高的伺服系统,但分数阶控制器的参数整定困难,不易应用。在建立伺服电机分数阶PIλ速度控制系统模型和参数整定策略的基础上引入人工蜂群智能算法求解包含未知参数的非线性超越方程组,并根据标准的人工蜂群算法的不足,提出了一种优化搜索区域并增加最优位置引导的搜索算法,增强了蜂群的局部开发能力,提高了蜂群算法的收敛速度和精度。仿真和实际实验的结果验证了该方法的可行性。

摘要：鉴于整数阶控制系统主要进行正频域分析,本文论述了分数阶控制系统的扩展频域方法。它通过对分数阶系统传递函数的基本分解获得系统频率特性曲线,此过程是唯一和可逆的。本文根据扩展频域分析法扩展了Nyquist稳定性判据,得到能够直观判断任意阶控制系统稳定性的通用判据。另外,扩展频域分析法为分数阶控制器提供了便于设计的直观形式,文章提供了具有新结构的超前滞后补偿器和分数阶P(ID)μ控制器的设计步骤。最后举例用扩展频域法对分数阶系统进行稳定性分析和超前滞后补偿器的综合。

摘要：高阶次复杂控制系统在系统分析与设计的过程中难以达到理想的效果,控制过程影响系统的准确性和控制性能,针对此问题提出了一种基于混合粒子群算法降阶的分数阶内模PID控制的设计方法。利用混合粒子群优化算法将原模型降阶为含有延迟环节的新型分数阶模型,再依据分数阶内模控制器的结构设计进行控制器的参数整定。仿真结果表明,降阶后的简单模型可以精确地逼近复杂的高阶系统,在降阶基础上的分数阶内模控制器具有良好的控制性能以及鲁棒稳定性。

摘要：分数阶PID控制器具有可变的微分和积分阶次,通过调整控制器参数可以获得更好的控制性能。本文基于粒子群优化算法设计分数阶PID控制器。首先介绍分数阶PID和粒子群优化算法,然后给出分数阶PID控制系统结构、分数阶微积分算子的近似算法和分数阶PID控制器设计的仿真流程,最后通过MATLAB/Simulink对算例进行控制器设计仿真。仿真结果表明,通过粒子群寻优能够获得满意的分数阶PID控制器参数,满足对控制性能的要求。

摘要：主要研究了基于智能优化算法的永磁同步电机的分数阶PI控制器设计。概述了分数阶微分算子的实现方法和粒子群优化的基本原理,给出了永磁同步电机的传递函数模型。在此基础上,提出了基于改进粒子群优化算法的分数阶PI控制器参数整定方法。仿真实验表明,分数阶PI控制器相比整数阶控制器具有更好的控制性能。

摘要：研究了分数阶PIλ控制器中自顶向下优化BP神经网络的方法.介绍分数阶PIλ控制器的设计,提出自顶向下优化BP神经网络的算法,实现对控制器中相关参数的调节.实验结果表明,自顶向下的优化方法通过合并、删除某些隐节点达到了简化网络结构的目的.

摘要：针对水轮机高阶反向响应过程,用布谷鸟算法对系统进行模型降阶,然后采用一阶Padé近似展开其中的时滞环节设计分数阶控制器;控制器的参数整定采用最大灵敏度和被控过程简化模型参数之间的解析表达式来完成。仿真结果表明分数阶PID控制器结构简单易实现,且可以使得被控过程具有良好的设定值跟踪性能,干扰抑制性能和鲁棒性能。

摘要：对于分数阶控制系统,因分数阶控制器较传统PID控制器具有更好的适应性,这就为得到更加细腻的控制品质提供了可能。然而,分数阶PIαDβ控制器的参数整定则相对复杂。针对这一问题,提出了基于BP神经网络的分数阶控制器参数整定方法,有效地克服了分数阶控制器参数整定复杂问题。采用文章所提方法,分别设计了整数阶PID、分数阶PIαDβ控制器,并进行仿真对比。结果表明,采用分数阶PIαDβ控制器的系统控制品质优于整数阶PID控制器。

摘要：近年来随着非整数阶微积分理论的不断完善,使分数阶微积分在控制方面的应用受到越来越多的关注。特别是分数阶PIλDμ控制,在很多领域中得到了应用。针对运动控制系统中经常采用的比例微分控制器,提出了一种分数阶PDμ控制器的设计和整定方法。由于所设计系统的相角裕度与超调量有确定的对应关系,所以通过对相角变化率的设计可以使系统相角在剪切频率附近保持稳定,从而减小系统开环增益波动对超调量的影响。以给定的剪切频率ωc和相角裕度γm作为设计指标,由系统相频特性方程和相角变化率方程可以确定PDμ控制器的微分阶次μ和微分系数Kd,通过剪切频率点的幅频特性方程可以确定比例系数Kp。将方法应用于一个直线运动控制试验台,通过与整数阶ITAE最优控制方法进行的对比仿真和试验验证了方法的有效性和优越性。由试验结果可以看出,在保证系统设计指标的前提下所设计的PDμ控制器对于系统参数波动引起的超调量的变化具有很好的抑制作用。