制器的阶跃响应曲线，同时还叠加了在开环增益变化博士学位论文的系统阶跃响应曲线。可以从图中观察到，虽然系统的开环增益变化了，但系统的超调基本上没有变化，三个系统阶跃响应曲线也基本保持致。图控制系统阶跃响应控制器阶跃响应为与控制进行公平的比较，控制器也利用相同的被控对象，其系统参数已经在上部分进行了讨论。通过提出的计算方法，可以得到控制器的参数值为。通博士学位论文，博士学位论文系统参数已作调整主要是针对先前设定参数对于常规整数阶不能得到稳定系统参数而言的，调整。在此情况下，系统参数设定为，。控制系统阶跃响应根据前面讨论的方法，控制器的参数经过计算以后得到在图为的阶跃响应图。我们可以看到系统响应时间仅为，系统超调仅为。为了说明系统的鲁棒性，我们将开环系统增益变化。从图中，我们可以观察到在增益改变后系统的超调基本没有改变。显然，从仿真结果我们可以认定分数阶控制器不仅能使得系统稳定，还能够在很大范围内改善系统性能。博士学位论文图控制系统阶跃响应控制器阶跃响应因为给定的参数在控制器参数存在的范围，我们可以通过前面介绍的方法计算出控制器的参数。图控制系统阶跃响应图是控制器的阶跃响应曲线，同时我们将其与此系统开环增益变化的阶跃响应曲线作了比较。结果可以从图中看出，他们的超调基本致均为，并且上升时间基本都是。图中已验证系统满足鲁棒性要求。博士学位论文控制器阶跃响应如我们前面所阐述的，对于些系统参数，我们无法得到满足鲁棒性要求的参数。先前我们已经调整了系统参数以比较三种控制器性能。根据调整后的参数，我们用前面介绍的方法可以计算得到整数阶的三个参数图控制系统阶跃响应图中可以看到系统的超调为。我们同样对系统的增益改变了，从图中可以看到，系统的超调有的变化。根据此我们可以认为对整数阶控制器在参数允许的范围内，同样可以获得具有鲁棒性的控制器参数很明显地，分数阶控制器与整数阶控制器在同样的整定方法下，分数阶控制器的鲁棒性更优经过分析认为用此类算法整定控制器，控制器解存在的范围大于整数阶控制器。利用三种控制器进行仿真比较三种控制器的比较结果示于图，容易看出利用和控制器的阶跃响应超调小于整数阶控制器。从调整时间来看，的调整时间也是最长的。博士学位论文图三种控制器的比较控制器阶跃响应分数阶控制器的参数整定方法在前面已经讨论过，这里将对前面所推导的控制器参数表达式进行仿真验证。首先以个电机的模型作为被控对象的设定参数，。根据讨论方法计算得到控制器的参数为。为验证计算结果的正确性，可以从图穿越频率处相位曲线是否平直来验证。图为控制系统图，从图中可以看到系统在穿越频率处的相频曲线是平直的，也就是说系统参数满足设计要求。图开环控制系统图在图中，是控制器的阶跃响应曲线，同时还叠加了在开环增益变化博士学位论文的系统阶跃响应曲线。可以从图中观察到，虽然系统的开环增益变化了，但系统的超调基本上没有变化，三个系统阶跃响应曲线也基本保持致。图控制系统阶跃响应控制器阶跃响应为与控制进行公平的比较，控制器也利用相同的被控对象，其系统参数已经在上部分进行了讨论。通过提出的计算方法，可以得到控制器的参数值为。通过计算的结果可以画出开环系统的图，如图。从图中可以看到，系统在穿越频率处的相频曲线是平直的，由此可以判断整定参数满足设计要求。图控制系统图博士学位论文根据控制器的参数，可以对系统进行仿真，其仿真的阶跃函数图形如图所示。可以从图中看到，虽然系统的开环增益变化了，系统阶跃响应的超调基本没有变化，且三条系统阶跃响应曲线基本致。由此也可以证明此方法能有效的增强系统对开环增益变化的鲁棒性。图控制系统阶跃响应同样的，为了将分数阶控制器与整数阶控制器的性能进行比较，在图中，将三种控制器的阶跃响应进行了对比。从图中可以看到，分数阶及的动态性能相似，但均优于整数阶控制器。图三种控制器阶跃响应比较本章小结本章中，我们系统性地讨论了四种博士学位论文分数阶控制器的整定方法。由于整定方程存在部分非线性计算环节，因此在整定计算过程中常常遇到根据方程找不到解得情况。针对此类问题，本文通过研究控制器参数整定方程，找出了系统参数间的关系。这些结论对控制系统参数的选择有定的指导作用。为了验证算法的正确性，利用对各种结构的控制器进行了仿真，仿真结果说明了以下几个问题通过用提出的方法整定的控制器完全能够满足系统开环增益鲁棒性的要求控制器能使得传统的几类伺服系统稳定，并可得到很好的控制性能从几种控制器比较的结果可以看到分数阶控制器明显优于传统整数阶控制器。博士学位论文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在工业控制中，稳定的控制性能是项非常重要的指标，然而被控对象所处的环境常常会诱发系统参数的变化，如果控制系统不具有鲁棒性，系统性能将出现很大的改变。前面我们讨论了对被控对象开环增益鲁棒性的分数阶控制器整定方法。然而对于些系统，被控对象的时间常数很容易受到诸多环境因素的影响，特别是在些对环境因素敏感的系统，系统的时间常数常常发生飘移。