[發明專利]一種大時滯系統的灰色自抗擾控制方法

無效

• 申請號: 201010291802.4
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN101995822A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 程啟明;程尹曼;汪明媚;王映斐
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種大時滯系統的灰色自抗擾控制方法，其特征在于，在大時滯系統的自抗擾控制的反饋回路中添加一個灰色預測模型GM(1,1)，用灰色超前預測補償系統時滯，形成新的控制規律作用在被控對象上，方法包括如下具體步驟：

Ａ：自抗擾控制器為由非線性跟蹤微分器TD、擴張狀態觀測器ESO和非線性狀態誤差反饋控制律NLSEF組成非線性魯棒控制器；建立GM(1,1)預測模型為????????????????????????????????????????????????，，式中：m為建模維數；M為預測步數；a、u分別為發展系數、灰色作用量，

利用GM(1,1)預測模型可以預測y(k+M)的值，只要改變預測步數M的值，就可實現M步的提前預測；

B：給定自抗擾控制器ADRC以及灰色預測模塊GM(1,1)各參數的初值，采用GA或PSO智能優化算法進行優化處理；

C：對系統輸出進行采樣獲得系統運行數據，利用數據建立GM(1,1)預測模型；

D：用灰色預測模型GM(1,1)預測系統輸出作為反饋值反饋到輸入端；

E：利用輸入值與灰色預測反饋值獲得系統偏差輸入到自抗擾控制器ADRC；

F：跟蹤微分器TD為偏差信號安排一個過渡過程，以得到光滑的輸入信號v₁，并提取其微分信號v₂；

G：擴張狀態觀測器ESO對被控對象進行估計，得到對象的各個狀態變量的估計z₁、z₂和擾動估計z₃；

H：跟蹤-微分器TD產生的安排過渡過程v₁及過渡過程的微分v₂與ESO給出的狀態估計z₁、z₂形成兩個誤差量e_P、e_D，然后用這兩個誤差通過非線性狀態誤差反饋控制律NLSEF的適當非線性函數來產生u₀，再根據擴張狀態觀測器ESO給出的干擾估計z₃和被控對象的已知部分即可形成控制量u，作用于控制對象。

2.根據權利要求1所述大時滯系統的灰色自抗擾控制方法，其特征在于，所述非線性跟蹤微分器TD：對設定輸入信號v(t)，TD給出它的跟蹤信號v₁(t)及其微分信號v₂(t),它的動態方程為:，式中：h為采樣步長；r為“速度因子”，決定跟蹤過渡過程的速度；h₀起對噪聲的濾波作用，稱為濾波因子，可取為h的適當倍數；fst()為時間最優控制綜合非線性函數，h∈(0.005,0.1)、r∈(0.1,2000)。

3.根據權利要求1所述大時滯系統的灰色自抗擾控制方法，其特征在于，所述擴張狀態觀測器ESO常用的三階的動態方程為：

式中：fal(.)為非線性組合函數；a₁、a₂、b₁、b₂、b₃、d₁、b為參數，其中a₁、a₂∈(0,1)、β₁∈(0,150)，β₂∈(0,80)?、β₃∈(0,20)?、d₁=(2～5)h、b∈(1/Tⁿ,10/Tⁿ)，其中T、n分別為系統的時間常數、階數。