惯性对象的PI控制及IP控制研究

何虹 王裴

摘要：针对一阶惯性对象，比较了PI控制和IP控制两种控制系统结构，提出了带前馈积分-比例控制系统结构，并研究了不同的带前馈积分-比例控制器参数配置下的性能指标。

关键词：PI控制;IP控制;带前馈积分-比例控制

0 引言

比例-积分（Proportional-Integral，PI）控制以其原理简单、使用方便、适应性强、鲁棒性强等优点在各种控制系统中得到了最广泛的应用。工程师和控制研究者们在PI控制基础上，提出和研究了不少改进的PI控制方案，其中积分-比例（Integral-Proportional，IP）控制，作为一种PI控制的变型，被成功应用于直流电机速度控制系统中。PI控制和IP控制的对比研究结果表明，后者能大大降低电机启动电流的突然冲击，特别是能改善电机速度调节的超调现象，而前者的鲁棒性较强。本文针对一阶惯性对象，探讨了PI控制和IP控制两种控制系统结构，提出并研究了带前馈积分-比例（Feed Forward Integral-Proportional，FFIP）控制系统，PI控制和IP控制都能被包含于FFIP控制模式中。

1 PI控制和IP控制

3 结语

IP控制结构在电机调速系统或电机伺服系统中已有了不少实际应用，但IP控制，特别是FFIP控制在化工、炼油等过程控制系统中的应用并不多见，今后有待研究者们进一步探索上述两种控制策略在大时滞、慢时变等过程系统中应运用情况。

[参考文献]

[1] 金以慧.过程控制[M].北京：清华大学出版社，1993.

[2] NANDAM P K， SEN P C.Analog and Digital Speed Control of DC Drives Using Proportional-Integral and Integral-Proportional Control Techniques[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，1987，34（2）：227-233.

[3] HAMADA F，HUSNAYAIN F，YUSIVAR F.Speed Sensorless Vector Control of Parallel Connected Induction Motor with Anti-windup Integral-Proportional Speed Controller[C]//2019 IEEE 2nd International Conference on Power and Energy Applications （ICPEA），2019：89-93.

[4] 吳麒.自动控制原理（上册）[M].北京：清华大学出版社，1991.

收稿日期：2020-08-13

作者简介：何虹（1973—），女，浙江绍兴人，硕士，高级工程师，研究方向：计量管理、控制工程。