第2期 侯明冬，等：一种具有设定值加权的MCPD控制方法 ·87· 设系统的目标值输入为r()=5×1(),扰动输 入为d()=1().当被控对象的数学模型精确时，分 别用1.2节所述方法计算MCPD参数，适当调整 参数分别代入3种方法的控制器.且选取不同的b 和入值，可以获得不同的输出响应特性，如图6~9 所示表2、3给出了这3种方法的超调量、上升时 间.同时采用误差绝对值积分方法(1AE)比较3种 --IMC-PID 方法.如表4所示 -IMC-PID-FIX-6 IMC-PID-FSW-b 40 6080100 t/s 图9T=1,L=0.4时G(的阶跃响应 Fig 9 Step response for G(s),T=1,L=0.4 表2M℃PDM℃PDF飞b和M℃PD-SWb方法的超调值 -IMC-PID --IMC-PID-FIX-6 Tible 2 The overshoot value of three kinds of control methods -IMC-PID-FSW-b 4060 80100 被控对象P( IMC-PID FP-F6上P-FSW-b G(s) 5=0.2 31 10.2 0 G(s) 5=0.8 31.8 82 1.3 图6=08时G(到的阶跃响应 G(s) 48.6 25.8 0.4 Fig 6 Step response for G(s),=0.8 G(s) T=2,L=4 22.8 1.1 0.6 G(s) T=2,L=2 11.6 5.6 0.8 G T=4,L=4 20 11.4 0.5 G(s) T=4,L=2 18 13.6 G(s) T=1,L=0.1 20 12 1 G(s) T=1,L=0.4 23.3 14.6 3.2 G(s) T=1,L=0.8 29.6 19.6 4 G(s) T=10,L=0.1 46.3 15 5.5 G(s) T=10,L=0.4 38.4 16.8 2.0 -IMC-PID T=10,L=0.8 --IMC-PID-FIX-6 G(s) 48.520.27 4.7 IMC-PID-FSW-b 20 40 60 80100 表3 MG PID、IMG PID-FIX b和MCPD-FSWb 方法的上升时间 图7G(的阶跃响应 Table 3 The risetime value of three kinds of control methods Fig 7 Step response for (s) 被控对象P( IMC-PID FP-Fb FP-FSW-b G(s) 5=0.2 2.36 1.82 0.76 G(s) 5=0.8 3.01 2.68 2.58 G 1.73 1.82 3.5 G(s) T=2,L=4 3.25 5.90 4.15 G T=2,L=2 1 7.80 625 G(s) T=4,L=4 6.05 4.50 3.15 G(s) T=4,L=2 5.85 6.20 4.24 G(s) T=1,L=0.1 5.10 5.80 3.02 -IMC-PID --IMC-PID-FIX-6 G(s) T=1.L=0.4 4.95 5.75 4.82 -IMC-PID-FSW-b G(s) T=1.L=0.8 5.15 5.65 4.92 102030405060708090100 G(s) T=10,L=0.1 4.75 428 3.50 G(s) T=10,L=04 5.18 3.96 3.62 图8T=4,L=2时G(的阶跃响应 Gs■ T=10,L=0.84.89 3.88 3.52 Fig 8 Step response for G(s,T=4,L=2 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net设系统的目标值输入为 r( t) = 5 ×1 ( t) ,扰动输 入为 d ( t) = 1 ( t) . 当被控对象的数学模型精确时 ,分 别用 11 2 节所述方法计算 IMC2PID 参数 ,适当调整 参数分别代入 3 种方法的控制器. 且选取不同的 b 和λ值 ,可以获得不同的输出响应特性 ,如图 6～9 所示. 表 2、3 给出了这 3 种方法的超调量、上升时 间. 同时采用误差绝对值积分方法 ( IA E) 比较 3 种 方法. 如表 4 所示. 图 8 T = 4 ,L = 2 时 G3 (s) 的阶跃响应 Fig18 Step response for G3 (s) , T = 4 ,L = 2 图 6 ξ= 018 时 G1 (s) 的阶跃响应 Fig16 Step response for G1 (s) ,ξ= 018 图 7 G2 (s) 的阶跃响应 Fig17 Step response for G2 (s) 图 9 T = 1 ,L = 014 时 G4 (s) 的阶跃响应 Fig19 Step response for G4 (s) , T = 1 ,L = 014 表2 IMC2PID、IMC2PID2FIX2b和 IMC2PID2FSW2b方法的超调值 Table 2 The overshoot value of three kinds of control methods 被控对象 P(s) IMC2PID I2P2F2b I2P2FSW2b G1 (s) ξ= 012 31 1012 0 G1 (s) ξ= 018 3118 812 113 G2 (s) 4816 2518 014 G3 (s) T = 2 , L = 4 2218 111 016 G3 (s) T = 2 , L = 2 1116 516 018 G3 (s) T = 4 , L = 4 20 1114 015 G3 (s) T = 4 , L = 2 18 1316 4 G4 (s) T = 1 , L = 011 20 12 1 G4 (s) T = 1 , L = 014 2313 1416 312 G4 (s) T = 1 , L = 018 2916 1916 4 G4 (s) T = 10 , L = 011 4613 15 515 G4 (s) T = 10 , L = 014 3814 1618 210 G4 (s) T = 10 , L = 018 4815 20127 417 表 3 IMC2PID、IMC2PID2FIX2b和 IMC2PID 2FSW2b 方法的上升时间 Table 3 The risetime value of three kinds of control methods 被控对象 P(s) IMC2PID I2P2F2b I2P2FSW2b G1 (s) ξ= 012 2136 1182 0176 G1 (s) ξ= 018 3101 2168 2158 G2 (s) 1173 1182 315 G3 (s) T = 2 , L = 4 3125 5190 4115 G3 (s) T = 2 , L = 2 7 7180 6125 G3 (s) T = 4 , L = 4 6105 4150 3115 G3 (s) T = 4 , L = 2 5185 6120 4124 G4 (s) T = 1 , L = 011 5110 5180 3102 G4 (s) T = 1 , L = 014 4195 5175 4182 G4 (s) T = 1 , L = 018 5115 5165 4192 G4 (s) T = 10 , L = 011 4175 4128 3150 G4 (s) T = 10 , L = 014 5118 3196 3162 G4 (s) T = 10 , L = 018 4189 3188 3152 第 2 期 侯明冬 ,等 :一种具有设定值加权的 IMC2PID 控制方法 · 78 · © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net