Návrh PID regulátoru metodou H-nekonečno optimalizace

Bc. Michal BRABEC

Master's thesis

PID controller design based on H-infinity optimization method

Abstract:

Hlavním cílem této diplomové práce je návrh a implementace algoritmu pro výpočet optimálních parametrů PI regulátoru a suboptimálních parametrů PID regulátoru s využitím H-nekonečno optimalizace. Implementací navrženého algoritmu a vytvořením odpovídajícího uživatelského rozhraní v programovém prostředí MATLAB je získán rychlý, interaktivní a snadno rozšiřitelný softwarový nástroj pro návrh PI a PID regulátoru. Na začátku práce jsou stručně shrnuty základní přístupy k návrhu regulátoru a jejich historický vývoj. Současně jsou uvedeny základní teoretické poznatky spolu s popisem několika existujících metod pro návrh PI a PID regulátoru s využitím H-nekonečno optimalizace. Tento teoretický úvod je následně rozšířen o detailní popis návrhové úlohy, která byla při vytváření algoritmu použita. Závěrečnou část pak tvoří popis uživatelského rozhraní a ovládacích funkcí návrhové laboratoře. V příloze práce jsou pak uvedeny ukázkové příklady řešení.

Abstract:

The main purpose of this Diploma thesis is the design of an algorithm for calculating the optimal parameters of the PI controller and suboptimal parameters of the PID controller based on H-infinity optimization. The proposed algorithm was then implemented in the MATLAB programming environment. A user interface has also been created for a fast, interactive and easy-to-use controller design. At the beginning of the thesis, the basic approaches to the controller design and their historical development are briefly summarized. At the same time, the basic theoretical knowledge is presented together with a description of several existing methods for the design of PI and PID controllers using H-infinity optimization technique. This theoretical introduction is then extended by a detailed description of the design task which was used during the algorithm construction. The final part of the thesis contains a description of the user interface and control functions of the design laboratory. Sample examples of solutions are given in the appendix.

Keywords

H-nekonečno optimalizace, H-nekonečno region, regulátor s omezenou strukturou, parametrická rovina, MATLAB

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 7. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Prof. Ing. Miloš Schlegel, CSc.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Cybernetics and Control Engineering