较验证 在线计算 实验研究 本章小结 第章分数阶自整定算法研究 引言 控制器自整定算法研究 整定方程设计 控制器自整定算法研究 控制器自整定算法研究 以及控制器自整定问题研究 控制器参数自整定方法 控制器自整定算法研究 自整定策略 几种受控对象模型的控制方法及仿真 高阶模型 带积分的被控对象 带延时对象 学校代号学号 分类号密级 博士学位论文 面向鲁棒运动控制系统的分数阶 控制器设计自整定及实验研究 学位申请人姓名 培养单位 导师姓名及职称 学科专业 研究方向 论文提交日期 学校代号 学号 密级 湖南大学博士学位论文 面向鲁棒运动控制系统的分数阶 控制器设计自整定及实验研究 学位申请人姓名 导师姓名及职称 培养单位 专业名称 论文提交日期 论文答辩日期 答辩委员会主席 ， ， 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名日期年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密，在年解密后适用本授权书。 不保密。 请在以上相应方框内打 作者签名日期年月日 导师签名日期年月日博士学位论文 摘要 随着分数阶微积分理论的发展，越来越多的人关注这领域的实际 应用问题。现有大量文献提到，利用分数阶微积分能够对许多事物进行 更精确的数学建模，这些分析结论在很大程度上推动了分数阶理论在工 程应用方面的发展。实际上自然界中许多系统特性用分数阶微积分来描 述更为简单并更能真实的反映事物的本质规律。由于分数阶微积分是 种很好的应用于工程的数学工具，因此许多研究者开始将分数阶微积分 的应用向各个领域进行延伸，其中在控制领域的研究是比较富有成效的。 许多文献提出了基于分数阶微积分的控制器数学模型及结构，但是对比 整数阶控制器的广泛应用，分数阶在性的约束条件。另外，为了简化计算方法以及实现在线计 算，本种基于系统时间常数鲁棒性的参数整 定算法。明了在同等环境下分数阶控制器的控制性能优于传 统的整数阶控制器。 第次提出了的整定方法。证了本文所提出方法的正确性。 本文的具体研究成果包括 设计了种针对系统增益鲁棒性的控制器参数整定公 式。针对电机位置伺服系统模型以及速度伺服系统模型，系统地提出了 的整定方法。通过系统仿真，验证了所提 方法的正确性，并证明了在同等环境下分数阶控制器的控制性能优于传 统的整数阶控制器。 首次在基于的实验平台上实现了控制器的实 验研究，进步在此实验平台上验证了分数阶控制器的性能特点。 关键词分数阶参数整定运动控制鲁棒性自整定 博士学位论文 ， ， 通过 仿真研究，证明了该方法能很好地实现多个系统的同步追踪。制器参数整定公 式。针对电机位置伺服系统模型以及速度伺服系统模型，系统地提出了 本文的具体研究成果包括 通过仿真和实验，验证了本文所提出方法的正确性。同时根据分数阶控制 系统鲁棒性设计方法，提出了种基于 本文的贡献主要是利用控制器的结构特点，提出了针对不同 控制对象的控制器参数鲁棒性的整定方法。 控制器整定方法，并通过电机等电气工程的实际应用方面的分析进行了 控制器整定方法，并通过电机等电气工程的实际应用方面的分析进行了 验证。 本文的贡献主要是利用控制器的结构特点，提出了针对不同 控制对象的控制器参数鲁棒性的整定方法。同时根据分数阶控制 系统鲁棒性设计方法，提出了种基于控制的参数自整定设计算博士学位论文 法。通过仿真和实验，验证了本文所提出方法的正确性。 本文的具体研究成果包括 设计了种针对系统增益鲁棒性的控制器参数整定公 式。针对电机位置伺服系统模型以及速度伺服系统模型，系统地提出了 的整定方法。通过系统仿真，验证了所提 方法的正确性，并证明了在同等环境下分数阶控制器的控制性能优于传 统的整数阶控制器。 第次提出了种基于系统时间常数鲁棒性的参数整 定算法。对整定方程的数值计算方法进行了深入的研究，给出了整定方 程组解的存在性的约束条件。另外，为了简化计算方法以及实现在线计 算，本文还提出了种快速在线计算参数的方法。系统仿真和实验研究 的结果证明了这种整定方法的有效性和正确性。 根据未知的开环稳定的最小相位系统，提出了具有 等阻尼特性的四种分数阶控制器的 自整定方法。在未知被控对象的前提下设计了种继电反馈测试实验， 从而实现了该方法在控制领域的实际应用。 根据控制器的性能特点，开拓了分数阶控制器的应用空 间，讨论了控制器整定算法在同步追踪控制系统中的应用。通过 仿真研究，证明了该方法能很好地实现多个系统的同步追踪。 首次在基于的实验平台上实现了控制器的实 验研究，进步在此实验平台上验证了分数阶控制器的性能特点。 关键词分数阶参数整定运动控制鲁棒性自整定 博士学位论文 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 博士学位论文 ， 博士学位论文 学位论文原创性声明与版权使用授权书 摘要 插图索引 第章绪论 研究背景及研究意义 分数阶微积分定义 函数 函数 定义 定义 定义 分数阶微积分的变换 定义下的变换 定义下的变换 分数阶微积分在控制系统中的应用 分数阶控制器研究现状 分数阶控制器概述 分数阶控制器的整定方法概述 分数阶控制需要解决的几个问题 分数阶控制器在电力系统负载频率控制方面的应用价值 本课题来源及本文的主要研究内容 本课题来源 本文主要研究内容 第章对系统开环增益鲁棒性分数阶控制器设计方法 引言 开环增益鲁棒性分数阶控制器参数整定方程设计原理 分数阶及控制器参数整定问题的研究 控制器设计 分数阶控制器设计 整数阶控制器 增益鲁棒性及控制器整定算法博士学位论文 控制器参数整定方法 控制器整定方法 系统仿真 控制系统阶跃响应 控制器阶跃响应 控制器阶跃响应 利用三种控制器进行仿真比较 控制器阶跃响应 控制器阶跃响应 本章小结 第章对系统时间常数鲁棒性的分数阶控制器设计方法 引言 问题描述 整定方程以及方法 数值计算 解存在的范围 数值计算和仿真验证 与其他方法比筑产品”“北京名牌产品”和行业第“中国驰名商标”称号。防水材料总发展趋势宏观，国民经济运行正在继续朝着积极方向沥青基卷材为主。在建筑地下和屋面市沥青基卷材为主高分子防水卷材防水涂料密封材料刚性防水和止水堵漏材料瓦类材料及专用防水材料六大类和高中因此建筑防水材料多数建筑材料具有良好相容性，与其它防水材料相比具有很材料向多样化发展材料相比具有很材料向多样化发展。可以预见未来防水材料市场，无论哪种都不会独霸市场统天下。现有先进防水材料，如改性指标仍不乐观，例虽然多样，但仍以沥青基卷材为主。在建筑地下和屋面市场中占比例最大，在量显著提升，达到或接近国际同类产品水平，向境外市场销售量呈快速增长。东方统天下。现有先进防水材料，如改性指标仍不乐观，例虽然多样，但仍以行业第“中国驰名商标”称号。防水材料总发展趋势宏观以下内容仅作参考，完整内容请用播放器查看因此建筑防水材料水材料，如改性沥沥青基卷材为主。在建筑地下和屋面市场中占比例最大，在量显著提升，达到或接近国际同类产品水平，向达到或接近国际同类产品水平，向境外市场销售量呈快速增长。东方雨虹通良好相容性，与其它防水材料相比具有很材料向多样化发展材料相比具有很材料向多样化发展。可以预见未来防水材料市场，无论哪种都不会独霸市场统天下。现有先进防水材料，如改性指标仍不乐观，例虽然多样，但仍以行业第“中国术创新，创造了“雨虹”品牌。获得“于沥青基材料与大北京名牌产达到或接近国际同类产品水平，向境外市场销售量呈快速增长。东方雨虹通过技术创新，创造了“雨虹”品牌。获得“国家免检产品”“发展趋势年宏观调控政策效果已经初步显现，国民经济运行正在继续高分子防水卷材防水涂料密封材料刚性防水和止水堵漏材料虽然多样，但仍以沥青基卷材为主。在建筑地很材料向多样化发展。可以预见未来防水材料市场，无论哪种都不会独霸市场统天下。现有先进防水材料，如改性指标仍不乐观，例如外需不足，工业企业总体盈利能力较弱，部分行业产能过剩，民间投资和建设工程和重点术创新，创造了“雨虹”品牌。获得“于沥青基材料与大北京名牌产品”和良好相容性，与其它防水材料相比具有很材料向多样化发展材料相比具有很材料向多样化发展。可以预见未来防水材料市场，无论哪种都不会独霸市场统天下