时滞分数阶系统的控制器鲁棒稳定域及鲁棒控制

项目名称： 时滞分数阶系统的控制器鲁棒稳定域及鲁棒控制

项目编号： No.61304094

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 高哲

作者单位： 辽宁大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 本课题研究时滞分数阶系统的分数阶PID控制器参数鲁棒稳定域及最优鲁棒分数阶PID控制。针对含有区间不确定性的时滞分数阶系统，提出对应的值集构造方法。通过分析值集与原点的关系，给出时滞区间分数阶系统鲁棒稳定性的判定定理以及相应的分数阶PID控制器参数鲁棒稳定域的计算方法。为了提高控制系统的鲁棒性，将相对稳定欲度引进分数阶控制系统。研究考虑幅值裕度、相角裕度以及H-infinity范数的带有相对稳定欲度的分数阶PID控制器的参数鲁棒稳定域计算方法。在上述两类鲁棒稳定域内，利用改进的粒子群优化算法，寻找一组最优的鲁棒分数阶PID控制器参数，实现时滞分数阶系统的最优鲁棒分数阶PID控制。

中文关键词： 分数阶系统；鲁棒控制；时滞系统；稳定性；可镇定域

英文摘要： This project investigates the robust stabilzing regions of fractional-order PID controllers and optimal robust fractional-order PID control for time-delay fractional-order systems. For time-delay systems with interval uncertainties, we propose the robust stability theorems for time-delay interval fractional-order systems and the computing methods of the robust stabilzing regions of the corresponding fractional-order PID controllers, by analyzing the relationship between the value set and the origin. To enhance the robustness of the control systems, the relative stable degree is introduced into the fractional-order control systems.Considering the gain margin, phase margin and H-infinity norm, we study the computing methods for the robust stabilizing regions of fractional-order PID controllers with the relative stable degree. In above two robust stabilizing regions, a set of optimal parameters of fractioanl-order PID controllers is found by improved particle swarm optimization methods to achieve the optimal robust fractional-order PID control for time-delay fractional-order systems.

英文关键词： Fractional-order systems；Robust control；time-delay systems；Stability；Stabilizating region