一种抗饱和自抗扰控制及定量化参数整定方法、系统技术方案

本发明专利技术提供了一种抗饱和自抗扰控制及定量化参数整定方法、系统，方法包括下述步骤：将一类实际工业系统采用高阶惯性系统进行描述；设计闭环系统的预期动态方程；基于前馈量和手操器输出的当前值得到补偿算法输入的下一个计算步序数值；进一步计算得到补偿算法输出的下两个计算步序数值；通过扩张状态观测器算法，得到高阶惯性系统输出和所受总扰动的下三个计算步序数值的跟踪值；通过控制律算法得到手操器输入的下四步计算步序数值；更新手操器输入得到手操器输出的下五步计算步序数值；并送到执行器，调整执行器的开度。本发明专利技术能够定量计算提出的自抗扰控制的参数并具有很强的抗饱和能力，能够实现满意的控制效果。能够实现满意的控制效果。能够实现满意的控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗饱和自抗扰控制及定量化参数整定方法、系统


[0001]本专利技术涉及工业控制领域，尤其涉及一种抗饱和自抗扰控制及定量化参数整定方法、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航天系统、电机系统、微电网系统以及机器人系统中已经有很多的成功应用。
[0003]然而在化工过程、热力发电过程等典型工业过程控制中存在着一类大滞后的过程，比如热力发电中的脱硝系统、主蒸汽压力系统等，一般都是采用高阶惯性系统进行描述其中s、K、T和n分别表示微分算子、高阶惯性系统的增益、高阶惯性系统的时间常数、高阶惯性系统的阶次，且n≥3，Y(s)和U(s)分别为高阶惯性系统的输出和输入；以脱硝系统为例，上式中各参数的含义为:输出Y(s)是脱硝系统的氮氧化物浓度输出值，输入U(s)是脱硝系统的喷氨量，增益系数K是指高阶系统对输入值的放大倍数，输入值为1吨喷氨量对应脱硝系统的氮氧化物浓度变化量，时间常数T是指系统响应达到稳态值的63.2％时所需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗饱和自抗扰控制及定量化参数整定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将一类被控的实际工业系统采用高阶惯性系统进行描述，数学表达式为：其中，高阶惯性系统的输出Y(s)和输入U(s)在每个计算步序中分别用y(k)和u(k)进行表示，k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，表示n阶次，且n≥3；步骤2，针对步骤1中的一类被控的实际工业系统，设计闭环系统的预期动态方程，数学表达式为：其中，G
d
(s)表示为闭环系统的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[0.5，1.5]；步骤3，基于前馈量的当前值u
f
(k)和手操器输出的当前值u
out
(k)得到补偿算法输入的下一个计算步序数值u
ma
(k+1)，u
ma
(k+1)的计算公式为：u
ma
(k+1)＝u
out
(k)
‑
u
f
(k)；步骤4，将步骤3中得到的补偿算法输入的下一个计算步序数值u
ma
(k+1)通过补偿算法计算得到补偿算法输出的下两个计算步序数值u
cp
(k+2)，补偿算法的数学表达式为：其中，补偿算法的输出U
cp
(s)在下两个计算步序数值和输入U
ma
(s)在下一个计算步序数值分别用u
cp
(k+2)和u
ma
(k+1)进行表示，k表示计算步序；步骤5，基于步骤2中的预期动态方程，使用步骤1中的被控对象的输出在下两个计算步序数值y(k+2)和步骤4中得到的补偿算法输出的下两个计算步序数值u
cp
(k+2)设计扩张状态观测器算法，得到高阶惯性系统输出的下三个计算步序数值的跟踪值z1(k+3)和所受总扰动下三个计算步序的跟踪值z2(k+3)；z1(k+3)和z2(k+3)的扩张状态观测器算法如下：其中，h为采样周期，h的取值范围为...

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