一种基于预期动态的自抗扰控制实现方法及控制系统技术方案

本发明专利技术提供了基于预期动态的自抗扰控制实现方法及控制系统，其中，控制实现方法包括以下步骤：将被控工业系统采用一阶惯性加纯延迟系统进行描述；设计闭环系统的预期动态方程；基于设计的预期动态方程，将被控工业系统的输出值与闭环系统的控制量通过扩张状态观测器算法进行计算，得到被控工业系统下一个计算步序输出值的跟踪值和系统总扰动下一个计算步序的跟踪值；基于得到的跟踪值和预期动态方程，通过控制律计算得到被控工业系统下两个计算步序的输入值，闭环系统通过计算结果实时调整执行机构的变化量。本发明专利技术能够明显减低自抗扰控制实现中的参数整定难度，将自抗扰控制实现中的参数定量化，具有很好的控制效果。具有很好的控制效果。具有很好的控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预期动态的自抗扰控制实现方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于预期动态的自抗扰控制实现方法及控制系统。

技术介绍

[0002]自抗扰控制算法由于其具有结构简单、兼顾跟踪和抗干扰性能、鲁棒性强等优点得到广泛的关注和应用。自抗扰控制算法尤其是一阶自抗扰控制算法在能源系统、电机系统、微电网系统以及运动系统中已经有很多的成功应用。
[0003]然而自抗扰控制算法在实际系统中应用时中面临着算法参数整定较为困难的挑战，这是由于自抗扰控制算法有三个及以上的参数需要整定，其中一阶自抗扰控制算法的参数分别为β1、β2、b0和k
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，高阶自抗扰控制算法的参数更多。采用参数带宽化的方法能够减小参数数量，然而如何在保证鲁棒性前提下兼顾跟踪和抗干扰性能的参数定量化整定方法是比较欠缺的。“Zhao C,Li D.Control design for the SISO system with the unknown order and the unknown relative degree.ISA Tran本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预期动态的自抗扰控制实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将被控工业系统采用一阶惯性加纯延迟系统进行描述；设计闭环系统的预期动态方程；步骤2，基于设计的预期动态方程，将被控工业系统的输出值与闭环系统的控制量通过扩张状态观测器算法进行计算，得到被控工业系统下一个计算步序输出值的跟踪值和系统总扰动下一个计算步序的跟踪值；步骤3，基于得到的跟踪值和预期动态方程，通过控制律计算得到被控工业系统下两个计算步序的输入值，闭环系统通过计算结果实时调整执行机构的变化量。2.根据权利要求1所述的基于预期动态的自抗扰控制实现方法，其特征在于：步骤1中，将被控工业系统采用一阶惯性加纯延迟系统进行描述，数学表达式为：其中，一阶惯性加纯延迟系统的输出值Y(s)和输入值U(s)在每个计算步序中分别用y(Υ)和u(Υ)进行表示，Υ表示计算步序，s表示微分算子，K表示增益，T表示时间常数，L表示纯滞后时间，e表示输入延迟；基于被控工业系统，设计闭环系统的预期动态方程，数学表达式为：其中，G
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(s)表示闭环系统预期动态方程的传递函数，λ表示可调因子，λ越大表示闭环系统动作越慢，λ越小表示闭环系统动作越快，λ的取值范围为[0.05,1]。3.根据权利要求2所述的基于预期动态的自抗扰控制实现方法，其特征在于：基于预期动态方程，将一阶惯性加纯延迟系统输出的当前计算步序数值y(Υ)和输入的当前计算步序数值u(Υ)共同采用扩张状态观测器算法进行计算，得到一阶惯性加纯延迟系统输出的下一个计算步序数值y(Υ+1)的跟踪值和一阶惯性加纯延迟系统所受总扰动下一个计算步序的跟踪值受总扰动下一个计算步序的跟踪值和的扩张状态观测器算法如下，其中，h为采样周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振龙，蒋依辰，刘艳红，关启昱，李朋真，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：