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双积分系统阶跃响应快速无超调控制:一种增益切换非线性PD控制
  • ISSN号:1000-8152
  • 期刊名称:《控制理论与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TP214[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家863计划资助项目(2006AA012174);国家自然科学基金资助项目(60774008).
中文摘要:

采用标准PD或PID控制器镇定双积分对象时,系统的阶跃响应必然存在超调;为此,设计了一种可以切换增益的非线性PD控制器,给出了系统阶跃响应无超调的充要条件,以及减小调节时间的方法.采用的切换规律是:当误差的幅值大于设定门限时,设计好的快速PD控制器投入工作,以加快误差的收敛;当误差的幅值小于设定门限时,设计好的强阻尼PD控制器投入工作,以抑制可能出现的超调.通过这两个控制器的配合作用,既能实现阶跃响应无超调,又能有效减小调节时间.仿真验证了该结论.

英文摘要:

If a standard PD or a PID controller is used to stabilize a double-integral system with step input, a nonovershooting step-response can't be obtained. A novel nonlinear PD controller with gain-switching is presented to deal with this problem. The necessary and sufficient condition of the nonovershooting step-response and the methods to reduce the settling time are given. The designed switching action obeys the following rule: when the amplitude of the tracking error is larger than a threshold value, a fast PD controller is employed to accelerate the convergence of the tracking error; otherwise, a strong-damping PD controller is adopted to restrain the overshoot. The cooperation of the two PD controllers reduces the settling time while rendering a nonovershooting step-response. These theoretical results are confirmed by computer simulations.

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期刊信息
  • 《控制理论与应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:胡跃明
  • 地址:广州五山路华南理工大学3号楼516室
  • 邮编:510640
  • 邮箱:aukzllyy@scut.edu.cn
  • 电话:020-87111464
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8152
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1240/TP
  • 邮发代号:46-11
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21084