[發(fā)明專利]一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310176076.5
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103294073A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳世和;潘鳳萍;曾河華;張曦;羅嘉;史玲玲;龐志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院;北京夏商科技有限公司
• 主分類號: G05D13/04
• 分類號: G05D13/04
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

1.一種一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)，包括反饋控制器和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器；所述反饋控制器的輸入端與所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的輸出端連接，接收所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器輸出的反饋量，根據(jù)所述反饋量調(diào)節(jié)被控對象的控制輸入量；所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器分別輸入所述被控對象的控制輸入量和輸出量，根據(jù)所述控制輸入量和輸出量計(jì)算所述反饋量，輸出所述反饋量至所述反饋控制器；

其特征在于，還包括控制信號儲存器，所述控制信號儲存器連接在所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和所述反饋控制器之間，用于獲取并儲存所述被控對象的控制輸入量，將所述控制輸入量延遲預(yù)設(shè)時間后輸出至所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器。

2.如權(quán)利要求1所述的一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下對所述控對象的控制輸入量施加穩(wěn)定的變化量，使所述被控對象的輸出量發(fā)生變化并恢復(fù)穩(wěn)定，記錄所述控制輸入量變化的起始時間、控制輸入量的變化量、輸出量變化的起始時間，以及輸出量的變化曲線；

根據(jù)所述輸出量變化的起始時間和所述控制輸入量變化的起始時間計(jì)算所述被控對象的滯后時間τ；根據(jù)所述輸出量的變化曲線和所述控制輸入量的變化量計(jì)算所述被控對象的穩(wěn)態(tài)增益K；根據(jù)所述輸出量的變化曲線，計(jì)算被控對象的慣性時間常數(shù)T；

根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和所述穩(wěn)態(tài)增益K計(jì)算所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的參數(shù)，其中，b為輸入增益，l₁和l₂為擴(kuò)張狀態(tài)觀測器參數(shù)；

計(jì)算所述反饋控制器的控制器帶寬k，其中，若τ≥1，若τ＜1，

將所述被控對象的滯后時間τ輸入所述控制信號存儲器；將所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的各個參數(shù)輸入所述擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測器；將所述控制器帶寬k輸入所述反饋控制器；

所述控制信號儲存器獲取并儲存所述被控對象的控制輸入量，將所述控制輸入量延遲達(dá)到所述滯后時間τ后輸出至所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器；

所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器計(jì)算所述反饋量，并輸出所述反饋量至所述反饋控制器；

所述反饋控制器根據(jù)所述反饋量調(diào)節(jié)被控對象的控制輸入量。

3.如權(quán)利要求2所述一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述輸出量變化的起始時間和所述控制輸入量變化的起始時間計(jì)算所述被控對象的滯后時間τ的步驟包括：

將所述輸出量變化的起始時間減去所述控制輸入量變化的起始時間，得到所述被控對象的滯后時間τ。

4.如權(quán)利要求2所述一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述輸出量的變化曲線和所述控制輸入量的變化量計(jì)算所述被控對象的穩(wěn)態(tài)增益K的步驟包括：

根據(jù)所述輸出量的變化曲線獲得所述輸出量的變化量，計(jì)算所述輸出量的變化量與所述控制輸入量的變化量的比值，得到所述穩(wěn)態(tài)增益。

5.如權(quán)利要求2所述一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述輸出量的變化曲線，計(jì)算被控對象的慣性時間常數(shù)T的步驟包括：

確定所述輸出量的變化曲線在所述輸出量開始變化時的斜率，根據(jù)以下公式計(jì)算所述慣性時間常數(shù)：

T=1|ϵ|]]>

其中，ε為輸出量開始變化時的變化曲線的斜率，T為所述慣性時間常數(shù)。

6.如權(quán)利要求2所述一階純滯后對象自抗擾控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述輸出量的變化曲線，計(jì)算被控對象的慣性時間常數(shù)T的步驟包括：

根據(jù)所述輸出量的變化曲線，計(jì)算0.632y_end的值，其中，y_end為所述輸出量的變化量；

根據(jù)所述輸出量的變化曲線，將所述輸出量變化達(dá)到0.632y_end的時間減去所述輸出量開始變化的時間，得到所述慣性時間常數(shù)T。