自动控制文献翻译——摘要：为了克服在解决传统PID的控制不足和改善系统的动态性能和鲁棒性，针对FOPID过程和SOPID过程提出了一个简单的设计和参数整定的方法。通过逼近过程模型时滞项的一阶泰勒级数，导出了IMC-PID控制器的表达式参数，而且这些参数中只有一个合适的可调参数λ与这个系统的动态性能和鲁棒性直接相关。此外，基于最大灵敏度Ms，给出了选择的分析方法。然后，鲁棒调节系统可以根据Ms实现价值。此外，所提出的方法可以推广到积分时滞过程（IPID）和一阶时滞积分（FODI）过程。对时滞进行的各种方法进行了模拟研究，结果表明本文提出的方法可以提供一个更好的动态的设定点，并对鲁棒性的参数性能进行跟踪和干扰的抑制。

关键词：时滞过程；集成工艺；内模PID；鲁棒性；敏感性；参数整定。

1 介绍

目前，尽管先进控制技术在不断创新，但PID控制器仍具有代表性，是在过程工业中最流行和使用广泛的控制器。然而，它已经有了限制性！PID控制器可能无法控制的复杂过程，如高阶时滞系统[1]。因此，对努力解决PID控制器系统设计和整定方法复杂的问题，其过程已被报道[ 2 ]。最近，奥利维拉等人[3]提供了利用Hermite-Biehler类时滞过程定理设计PID控制器的方法。麦watkar等人[4]提出了一种新的设计，基于高阶振荡过程的PID控制器模型的方法。该方法对系统时滞振荡的行为顺序没有限制[ 4 ]。这些所有的方法，克服了Smith预估PID控制器的不足之处，对模糊分析PID控制器参数整定方法的过程具有时延的参考[5]，同时系统的鲁棒性可以有效的提高。此外，对于时滞系统的整合，最新提出的是Smith修改的双自由度控制结构的方法[7]。该方法可以提高闭环性能，为了消除逼近时滞存在的动态误差，对PID控制器参数的整定方法进行参考，得出最优和次优的时滞过程[8-9]。然而，优化算法较为复杂。

这种方法有效的吸引了内部模型控制IMC的工业过程，使其开发IMC控制器设计原理的等效反馈时滞过程。在推导IMC-PID控制器参数模型过程中，时间延迟项通常被近似为Pade系列、泰勒系列。最近，对于第一阶加延时系列(FOPTD)过程和二阶加延迟(SOPTD)过程，SHAMSUAAOHA和李先生提出了用麦克劳林解析IMC-PID控制器的参数表达式。

IMC-PID控制器参数整定方法使用一个单一的可调参数的优势，需要复杂、以及更多的算法计算，可以得到一个优越的性能，实现闭环性能和鲁棒性之间的一个明确的权衡，即IMC滤波器的时间常数。因此，为了寻找获得令人满意的简单方法，可调参数已成为一个重要的研究问题。IMC滤波器参数通过最小化的加权函数获得积分平方误差(ISE)和互补的最大灵敏度函数[ 12 ]。陈等人[ 13 ]提出了一种实现了2分贝最大闭环振幅比的整定公式。SKOGESTAD [ 14 ]通过设置IMC滤波器的时间常数过程模型的等效滞后时间，提出了SIMC的整定方法。

考虑到模型与实际过程之间的不匹配，其中鲁棒性是闭环系统一个重要特征。除了增益和相位裕度，肖恩已将最大灵敏度作为一种有效的鲁棒性的参数整定。基于PID控制器设计方法的最大灵敏度已在文献中回顾[ 15 ]。然而，基于IMC-PID控制器的最大灵敏度参数整定方法的研究仍然相对不足。特别是获得参数整定的方法仍缺乏。

在这项工作中，基于灵敏度的时滞过程的IMC-PID控制器的参数整定方法的调整是重点。通过近似时滞项的一阶泰勒级数得到典型的FOPTD SOPTD模型和IMC-PID控制器的参数表达式。此外，在选择调谐参数的基础上，导出了一个简单分析极大灵敏度的方法，使鲁棒整定系统可以很容易实现。因为在集成过程中的模型可由一个非常大的一阶惯性环节近似， 与其它几种方法相比，所提出的方法性可以推广到积分时滞过程(IPTD)和一阶时滞积分(FODI)过程。

2 时滞过程的PID控制设计......