基于D分解的分数阶PID控制器的图形化参数整定

来源：计算机测量与控制杂志2020年第12期北京时间：

作者：陈思溢,牛旭

摘要：针对二自由度分数阶PID控制器设计的参数多，结构复杂等复杂问题，提出了一种基于D分解法和主导极点配置的新型参数整定方法。其基本原理首先基于动态响应指标约束进行主导极点配置，在确保闭环系统的响应特性良好的条件下确定系统超调量和调节时间，由此经过转换得到未知参数之间的函数关系。其次，使用D分解法，将未知参数在不影响的控制性能的条件下由多减少，再由相关参数取得系统性能稳定的参数域中优化，最后以差分进化算法为导向，以两种方法取得的相关约束条件为指标取得最优控制器参数，在确保所选极点的优势下使所设计的控制器达到理想的控制性能。最终，将所设计的控制器通过应用在整数阶和分数阶被控对象上，使用仿真验证新方法的鲁棒性和快速性，同时也表现了新方法的有效性和实用性。

关键词：参数整定;主导极点配置;分数阶;D分解;差分进化算法

基金资助：国家重点基础研究发展计划（973计划）