Synteza regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności dla określonej klasy obiektów inercyjnych z opóźnieniem

Rozważono problem projektowania regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności układu regulacji z obiektem inercyjnym pierwszego rzędu z opóźnieniem, pierwszego rzędu z całkowaniem i opóźnieniem oraz drugiego rzędu z opóźnieniem. Podano komputerową metodę syntezy regulatora ułamkowego rzędu. Bazuje ona na zastosowaniu idealnej transmitancji Bodego jako wzorca dla układu otwartego z regulatorem. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi i wynikami badań symulacyjnych.

In the paper there is considered the design problem of a fractional order controller satisfying the given gain and phase margin of the closed loop system with a first order inertial plant with time delay (1), a first order inertial plant with integral term and time delay (17) and a second order inertial plant with time delay (23). The proposed method is based on using the Bode's ideal transfer function (2) as a reference transfer function of the open loop system. The synthesis method consists in simplifying the plant transfer function (3), (18), (24), and determining the controller transfer function so that the open loop transfer function has a form (2), not including the time delay. The transfer function of the fractional controller described is given by (4) for plant (1), (19) for (17) and (25) for (23). The controller fractional order is related to the gain and phase margin only (13). The fractional controller parameters are described by simple formulas. A computer method for fractional controller synthesis is given. The considerations are illustrated by numerical examples as well as results of computer simulations performed in the MATLAB/Simulink environment.