【技术实现步骤摘要】
一种改进型自抗扰控制器
本专利技术属于伺服系统控制领域，涉及一种改进型自抗扰控制器。
技术介绍
伺服系统是一种运动反馈控制系统，广泛应用于高精度数控机床、工业机器人、汽车无人驾驶、国防军事装备等多个领域。非线性摩擦力的扰动导致伺服系统响应出现爬行、振荡或稳态误差等问题，是影响伺服系统性能的主要因素。采用摩擦力补偿控制方法可以减小或消除扰动的影响，提高伺服系统的性能。现有的摩擦力补偿控制方法主要包含两类补偿方法：基于摩擦模型和不基于摩擦模型。基于摩擦模型的补偿方法首先识别和建立合适的摩擦模型，然后对系统施加与摩擦力相反的控制力，从而消减摩擦干扰的影响。不基于摩擦模型的补偿方法采用各种控制算法来改善系统的控制结构或控制参数来提高干扰抑制的能力，降低摩擦干扰的影响。由于无法精确获知摩擦模型，在实际工程应用中广泛采用不基于摩擦模型的补偿方法。其中，比例积分微分控制器(ProportionIntegralDifferentialController，PID)控制结构简单，不需要掌握系统模型等优势在工程上得到了广泛的应用，但其存...
【技术保护点】
1.一种改进型自抗扰控制器，其特征在于，具体包括跟踪微分器TrackingDifferentiator，变增益微分器Exchange-High Order Differentiator，非线性状态误差反馈控制律Nonlinear State Error Feedback；/n所述跟踪微分器根据控制系统的承受能力对输入信号进行过渡，并且产生输入信号的微分信号；/n所述变增益微分器EHOD对系统的各阶状态量进行观测；/n最后将跟踪微分器的微分信号和变增益微分器的观测信号通过非线性误差反馈控制律得出系统的控制信号补偿系统扰动和提高控制性能。/n
【技术特征摘要】
1.一种改进型自抗扰控制器，其特征在于，具体包括跟踪微分器TrackingDifferentiator，变增益微分器Exchange-HighOrderDifferentiator，非线性状态误差反馈控制律NonlinearStateErrorFeedback；
所述跟踪微分器根据控制系统的承受能力对输入信号进行过渡，并且产生输入信号的微分信号；
所述变增益微分器EHOD对系统的各阶状态量进行观测；
最后将跟踪微分器的微分信号和变增益微分器的观测信号通过非线性误差反馈控制律得出系统的控制信号补偿系统扰动和提高控制性能。
2.根据权利要求1所述的一种改进型自抗扰控制器，其特征在于，所述的跟踪微分器TD能够平缓跟踪输入信号，减小超调和加快控制速度，并且输出其微分信号用于反馈控制，具体函数如下：
式中，v(k)为被控系统k时刻的输入信号；v1和v2为跟踪微分器输出信号，输出信号v2为v1的微分信号，用于反馈控制；h为采样步长；最速控制函数fh控制跟踪微分器跟踪快慢和滤噪效果。
3.根据权利要求2所述的一种改进型自抗扰控制器，其特征在于，所述最速控制函数fh的表达式为：
参数r0用于调节跟踪微分器的跟踪速度；r0的值越大，跟踪速度越快。参数h0用于滤除输入信号的噪声；h0的值越大，滤噪效果越明显。
4.根据权利要求1所述的一种改进型自抗扰控制器，其特征在于，所述的变增益微分器EHOD能够根据被控系统输出信号对系统的状态量进行观测和估计，输出被控系统的各阶状态信号和扰动信号用于控制和补偿，具体函数如下：
其中：y为被控系统的输出信号；z1...
【专利技术属性】
技术研发人员：史思琦，杨波涛，郑莉平，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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