【技术实现步骤摘要】
一种线性自抗扰控制的动态无扰切换方法
本专利技术属于工业自动化领域，特别涉及一种线性自抗扰控制的动态无扰切换方法。
技术介绍
自抗扰控制(Activedisturbancerejectioncontrol,ADRC)是当前工业控制领域中一种具有巨大应用潜力的先进控制方法。它具有不依赖被控对象数学模型、结构简单、抗扰能力强和鲁棒性强等优点。但当前工业控制中的所采用的控制方法大部分仍是比例-积分-微分(Proportional-integral-derivative,PID)控制。在工业过程中创新性地应用自抗扰控制的方式，通常是与原有的比例-积分-微分控制器并联，当运行模型处于自动状态时，再在自抗扰控制与比例-积分-微分控制之间进行切换选择。在部分测试、事故处理等需要人工干预的情况，系统的运行模型需要处于手动(Manual,MAN)状态，因此，对于自抗扰控制的投入运行来说，需要处理自抗扰、比例-积分-微分和手动这三种控制模式的切换。但由于不同控制算法的控制量输出计算方式不同，在工业过程控制中，新的自抗扰控制器的投入会造成...
【技术保护点】
1.一种一阶线性自抗扰控制的动态无扰切换方法，其特征在于该方法包括跟踪算法和切换逻辑：/n1)一阶线性自抗扰控制的跟踪算法：/n当自抗扰控制是否跟踪的状态指令为1时，比例-积分-微分控制或者手动控制处于投入运行状态，自抗扰控制量输出要时刻跟踪手操器的实际控制量输出；在切换前，一阶自抗扰控制器的扩张状态观测器各状态z
【技术特征摘要】
1.一种一阶线性自抗扰控制的动态无扰切换方法，其特征在于该方法包括跟踪算法和切换逻辑：
1)一阶线性自抗扰控制的跟踪算法：
当自抗扰控制是否跟踪的状态指令为1时，比例-积分-微分控制或者手动控制处于投入运行状态，自抗扰控制量输出要时刻跟踪手操器的实际控制量输出；在切换前，一阶自抗扰控制器的扩张状态观测器各状态z1(k)和z2(k)的输出应跟踪为:
式中，k表示控制系统的当前计算步序；β1,β2,kp和b0分别是一阶自抗扰控制的控制参数；r(k)和y(k)分别是控制系统的当前k时刻的设定值和被控量；UM/P/A(k)是手操器的实际控制量输出；
在切换前，自抗扰控制量输出UA(k)计算方式为：
当自抗扰控制的跟踪指令在第k+1计算时刻变为0，自抗扰控制的控制量输出投入运行，停止跟踪，在第k+1时刻及再次切换前的以后时刻，即切换后，扩张状态观测器各状态z1(k+1)和z2(k+1)正常计算为：
式中，h代表计算步长；
在切换后的第1时刻，也就是第k+1时刻，扩张状态观测器各状态z1(k+1)和z2(k+1)的输出为：
第k+1时刻自抗扰控制量输出UA(k+1)计算为：
假设切换过程中设定值不变r(k+1)＝r(k)，但r(k)≠y(k)，即在动态调节的过程中k+1时刻实现一阶线性自抗扰的无扰切换：
UA(k+1)＝UM/P/A(k)
2)一阶线性自抗扰控制的切换逻辑：
自抗扰控制与比例-积分-微分控制相并联，手操器串联在两者之后；操作人员中给出控制切换指令为手动控制指令MAN_ON和自抗扰控制指令ADRC_ON；
自抗扰控制是否进入跟踪状态的逻辑为：
上式中，指令MAN_ON和ADRC_ON为1时代表投入运行，0则反之；ADRC_Tracking是自抗扰控制是否跟踪的状态指令，等于1时代表跟踪，等于0时代表不跟踪；∨是“或”运算，是“非”运算；
比例-积分-微分控制是否进入跟踪状态的逻辑为：
PID_Tracking＝MAN_ON∨ADRC_ON
上式中，PID_Tracking是比例-积分-微分控制是否跟踪的状态指令，等于1时代表跟踪，等于0时代表不跟踪；
自抗扰控制与比例-积分-微分的控制量输出间的切换为：
上式中，UP(k)是比例-积分-微分控制的控制量输出；UP/A(k)是自动控制选择器后的控制量输出。
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