基于非线性滤波环节的新型鲁棒PID控制策略的研究

李 军， 万文军， 张 曦

（广东电网公司电力科学研究院，广州510080）

鲁棒特性较好的PID控制策略在工业过程控制领域中占主导地位，为提高热工对象的控制品质，在调节回路中加入微分环节是工程实践中常采用的典型方法之一．然而，微分环节在改善系统动态性能的同时，其高通滤波特性却放大了高频干扰，往往使微分环节的超前校正作用难以实现，甚至在有外部高频干扰时容易造成系统调节机构大幅波动［1］．而且，随着过程特性及操作条件的改变，PID控制系统难以继续保持良好的控制品质．因此，鲁棒PID控制器的设计受到了广泛的关注．针对多模型不确定对象，Ge等［2］提出一种基于LQR－LMI的鲁棒PID控制器设计方法；Goncalves等［3］提出一种鲁棒两自由度PID控制器设计方法，以满足闭环系统的H2／H∞性能指标；Kim等［4］提出一种基于扩展Lagrange粒子群算法的鲁棒PID控制器设计方法，来满足多个H∞性能指标；刘建民等［5－8］也都提出了各具特色的鲁棒PID控制器设计方法．但这些方法均存在算法复杂，在DCS中较难实现的问题．

针对以上问题，将非线性滤波环节与传统的PID控制策略相结合［1］，提出了一种基于非线性滤波环节的新型鲁棒PID控制策略，该控制策略算法简单，易于实现，提高了传统PID控制策略的鲁棒性，且控制回路能获得优良的控制品质．

1 非线性滤波环节的构造与分析

控制系统的频域特性分析方法是控制系统设计、性能分析、参数调整的基本方法［9－11］，该方法的特点是易于理解．因此，笔者主……