【技术实现步骤摘要】
一种干扰观测器的滤波器设计方法和系统
本专利技术涉及抗干扰控制领域，并特别涉及一种干扰观测器的滤波器设计方法和系统。
技术介绍
系统外界干扰和其内部模型不确定性是影响控制性能的主要原因。为了抑制干扰以获得高精度的控制效果，干扰观测器将外部干扰以及模型不确定性等效到被控对象输入端，再使用名义模型的逆，和滤波器估计并补偿上述干扰。其中外界干扰是不可避免的，例如机械臂运动中会有关节之间的摩擦力，四旋翼无人机的飞行中会有风的干扰；模型不确定性是通过建模获得的数学模型与实际被控对象的区别，即建模获得的被控对象的数学模型与实际被控对象是有出入的，模型不确定性是控制理论中的普遍性问题。干扰观测器基本结构如图1所示，图中G(s)为被控对象的传递函数，Gn(s)为被控对象的名义模型，c为控制器输出，d为外部干扰，w为传感器噪声，为观测干扰，u为被控对象输入，y是被控对象输出。虚线框部分为干扰观测器，Q(s)即是要设计的低通滤波器，Q(s)是以传递函数的形式表示滤波器。干扰观测器设计的关键是低通滤波器Q(s)的设计。传统干扰观测...
【技术保护点】
1.一种干扰观测器的滤波器设计方法，其特征在于，包括：/n步骤1、使用名义模型设计滤波器，将该滤波器中待确定部分设定为虚拟控制器，基于该滤波器构造干扰观测器；/n步骤2、对该干扰观测器，根据该被控对象的传递函数和该被控对象的名义模型，构建等效干扰到被控对象输入的第一传递函数，以及传感器噪声到被控对象输出的第二传递函数；/n步骤3、根据该第一传递函数和该第二传递函数，构建H
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种干扰观测器的滤波器设计方法，其特征在于，包括：
步骤1、使用名义模型设计滤波器，将该滤波器中待确定部分设定为虚拟控制器，基于该滤波器构造干扰观测器；
步骤2、对该干扰观测器，根据该被控对象的传递函数和该被控对象的名义模型，构建等效干扰到被控对象输入的第一传递函数，以及传感器噪声到被控对象输出的第二传递函数；
步骤3、根据该第一传递函数和该第二传递函数，构建H∞性能指标，并以该虚拟控制器表示该第一传递函数和该第二传递函数，通过使该H∞性能指标最小以确定该虚拟控制器；
步骤4、根据该虚拟控制器和该名义模型，得到该干扰观测器的滤波器。
2.如权利要求1所述的干扰观测器的滤波器结构，其特征在于，步骤1中该滤波器的传递函数为：
其中Co(s)为该虚拟控制器，Gn(s)为该名义模型，Q(s)为该滤波器的传递函数。
3.如权利要求1所述的干扰观测器的滤波器设计方法，其特征在于，步骤2中该第一传递函数为：
该第二传递函数为：
其中Gdu(s)为该第一传递函数，Gwy(s)为该第二传递函数，Co(s)为该虚拟控制器，G(s)为该被控对象的传递函数，Gn(s)为该名义模型，Q(s)为滤波器的传递函数。
4.如权利要求3所述的干扰观测器的滤波器设计方法，其特征在于，该步骤3包括：
选择加权函数WS(s)和WT(s)，结合该第一传递函数和该第二传递函数，构建H∞性能指标；
其中，ω0为期望带宽，M为灵敏度峰值，A为最大稳态误差。
5.如权利要求4所述的干扰观测器的滤波器设计方法，其特征在于，步骤3中通过下式得到H∞性能指标：
其中，WS(s)和WT(s)分别是第一传递函数和第二传递函数的加权函数。
技术研发人员：徐学义，曹敏，
申请(专利权)人：广州笨笨网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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