第1卷第2期 智能系统学报 Vol.1 N2 2 2006年10月 CAAI Transactions on Intelligent Systems 0ct.2006 一种具有设定值加权的MCPD控制方法 侯明冬张井岗赵志诚 (太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024) 摘要：提出了一种具有模糊逻辑设定值加权的内模PD控制方法.该方法通过模糊系统的输出在线修正内模PD 控制器比例作用部分设定值的加权系数及人工调节控制器的滤波器系数，使系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特 性均得到明显的改善，改进了常规内模PD控制的不足，而且控制算法简单、参数调整方便，理论分析和仿真试验研 究结果表明了它的有效性 关键词：模糊逻辑；内模PD;设定值权系数 中图分类号：TP18文款标识码：A文章编号：1673-4785(2006)02-0084-05 An IMC PID control method with set point weight HOU Ming dong,ZHAN GJing gang,ZHAO Zhi-cheng (College of Electronics and Information Engineering,Taiyuan University Science and Technology,Taiyuan 030024,China Abstract:A control method performed by a fuzzy logic set-point weight IMC-PID controller is presented. The set-point weight of the proportional part acted on the IMC-PID controller is modified online by intelli- gent method,and the filter coefficient of a controller is manually adjusted,so the command tracking and the disturbance rejection are greatly improved.The method can also improve the shortcoming of the con- ventional IMC-PID controller,and its control scheme is simple and the adjustment of control parameters is easy.Theoretical analysis and simulation results show the validity of this control method. Key words :fuzzy logic;IMC-PID;set-point weight 内模控制(internal model control,IMC)是一 得好的抗扰性能时，系统跟随性能变坏，而当系统跟 种设计简单、跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不 随性能比较好时，系统难以取得好的抗扰性能) 可测干扰的先进控制方法.在控制系统的设计过程 文中从内模控制原理出发，提出了一种具有模 中，目标值跟踪特性和干扰抑制特性是主要关注的糊逻辑设定值加权的内模PD控制方法.模糊控制 2个问题).MC能兼顾控制系统的目标值跟踪特器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是 性和干扰抑制特性，且只需整定一个参数.基于内模 不要求掌握受控对象的精确数学模型，而根据人工 控制的PD(IMC-PD)B)控制器不仅具有IMC控 控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量 制器的优点，而且它可以得到明确的解析结果，降低 的大小.将模糊控制和PD控制二者结合起来，扬 PD控制器参数设计的复杂性和随机性.常规的 长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又 MCPD调节器只有一个可调参数入，参数整定时 具有PD控制精度高的特点6.刀.文中所提出的调 一般要在系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性之 节器结构简单、参数调整方便，系统的动态性能与控 间进行折中选择！.这样做一般能满足大多数控制 制器参数直接相关，通过2个可调参数的调整，可以 系统的要求，但对于高性能的控制系统则有一定的 使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、干扰抑制 局限性，难以获得满意的控制效果.当调节使系统取 特性和鲁棒性，克服了常规MCPD控制的不足， 理论分析和仿真实验研究证明了它的有效性， 收稿日期：200603-13. 基金项目：山西省青年科学基金资助项目(20021018) 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved http://www.cnki.net第 1 卷第 2 期 智 能 系 统 学 报 Vol. 1 №. 2 2006 年 10 月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Oct. 2006 一种具有设定值加权的 IMC2PID 控制方法 侯明冬 ,张井岗 ,赵志诚 (太原科技大学 电子信息工程学院 ,山西 太原 030024) 摘 要 :提出了一种具有模糊逻辑设定值加权的内模 PID 控制方法. 该方法通过模糊系统的输出在线修正内模 PID 控制器比例作用部分设定值的加权系数及人工调节控制器的滤波器系数 ,使系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特 性均得到明显的改善. 改进了常规内模 PID 控制的不足 ,而且控制算法简单、参数调整方便 ,理论分析和仿真试验研 究结果表明了它的有效性. 关键词 :模糊逻辑 ;内模2PID ;设定值权系数 中图分类号 : TP18 文献标识码 :A 文章编号 :167324785 (2006) 0220084205 An IMC2PID control method with set2point weight HOU Ming2dong , ZHAN G Jing2gang , ZHAO Zhi2cheng (College of Electronics and Information Engineering ,Taiyuan University Science and Technology , Taiyuan 030024 , China ) Abstract : A control method performed by a f uzzy logic set2point weight IMC2PID controller is p resented. The set2point weight of t he proportional part acted on t he IMC2PID controller is modified online by intelli2 gent met hod , and t he filter coefficient of a controller is manually adjusted , so t he command tracking and t he disturbance rejection are greatly improved. The met hod can also improve t he shortcoming of t he con2 ventional IMC2PID controller , and its control scheme is simple and t he adjustment of control parameters is easy. Theoretical analysis and simulation results show t he validity of this control met hod. Keywords :f uzzy logic ; IMC2PID ; set2point weight 收稿日期 :2006203213. 基金项目 :山西省青年科学基金资助项目(20021018) . 内模控制(internal model control ,IMC) [1 ]是一 种设计简单、跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不 可测干扰的先进控制方法. 在控制系统的设计过程 中 ,目标值跟踪特性和干扰抑制特性是主要关注的 2 个问题[2 ] . IMC 能兼顾控制系统的目标值跟踪特 性和干扰抑制特性 ,且只需整定一个参数. 基于内模 控制的 PID ( IMC2PID) [3 ] 控制器不仅具有 IMC 控 制器的优点 ,而且它可以得到明确的解析结果 ,降低 PID 控制器参数设计的复杂性和随机性. 常规的 IMC2PID 调节器只有一个可调参数λ,参数整定时 一般要在系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性之 间进行折中选择[4 ] . 这样做一般能满足大多数控制 系统的要求 ,但对于高性能的控制系统则有一定的 局限性 ,难以获得满意的控制效果. 当调节使系统取 得好的抗扰性能时 ,系统跟随性能变坏 ,而当系统跟 随性能比较好时 ,系统难以取得好的抗扰性能[5 ] . 文中从内模控制原理出发 ,提出了一种具有模 糊逻辑设定值加权的内模 PID 控制方法. 模糊控制 器是一种近年来发展起来的新型控制器 ,其优点是 不要求掌握受控对象的精确数学模型 ,而根据人工 控制规则组织控制决策表 ,然后由该表决定控制量 的大小. 将模糊控制和 PID 控制二者结合起来 ,扬 长避短 ,既具有模糊控制灵活而适应性强的优点 ,又 具有 PID 控制精度高的特点[6 - 7 ] . 文中所提出的调 节器结构简单、参数调整方便 ,系统的动态性能与控 制器参数直接相关 ,通过 2 个可调参数的调整 ,可以 使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、干扰抑制 特性和鲁棒性 ,克服了常规 IMC2PID 控制的不足 , 理论分析和仿真实验研究证明了它的有效性. © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net