一种基于非概率可靠性优化的结构振动PID控制系统设计方法

摘要

本发明涉及一种基于非概率可靠性优化的结构振动PID控制系统设计方法，该方法首先建立结构振动PID控制的闭环系统。然后，针对建立的闭环主动控制系统，提出了结构振动主动PID控制系统性能非概率可靠性分析方法。基于提出的非概率可靠性分析方法，PID控制器的三个参数进行非概率可靠性优化，最终得到满足可靠性指标的闭环控制器。本发明从可靠性的角度确定PID控制器的参数，从而解决了PID控制器设计过程中面临的不确定性问题，使得闭环控制系统在参数扰动的情况下也能够满足设计要求。

主权项

一种基于非概率可靠性优化的结构振动PID控制系统设计方法，其特征在于步骤如下：第一步：根据结构振动有限元方程和PID控制器传递函数，建立结构振动PID主动控制系统；第二步：在第一步的基础上进行主动闭环PID控制系统的不确定性分析，利用区间不确定性分析方法得到闭环控制系统的响应输出Y的上下界，即第三步：闭环主动振动PID控制系统非概率可靠度计算，经过第一步的结构振动PID控制系统的建立和第二步的PID闭环主动控制系统的响应计算，得到了PID闭环控制系统响应输出区间，利用非概率可靠性度量指标的计算方法，对PID闭环主动控制系统进行可靠度计算，得到PID闭环主动控制系统非概率可靠度Pos(sys_PID)；第四步：对PID控制器参数进行非概率可靠性优化，在满足非概率可靠度Pos(sys_PID)的基础上，对PID控制器的K_P,K_I,K_D三个参数进行优化，K_P,K_I,K_D分别表示比例系数、积分系数和微分系数，得到优化后的控制器参数K_P,K_I,K_D；优化目标为使得控制器的输出u(t)的最大值max(u(t))最小；第五步：利用非概率优化后的PID控制器三个参数进行结构振动PID控制系统的设计。