[發明專利]一種串聯校正與狀態反饋協調型控制器

有效

• 申請號: 201310300912.6
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103389647A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 楊平;王志萍;徐曉麗;李平;余潔
• 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?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種控制器結構，尤其是涉及一種串聯校正與狀態反饋協調型控制器。

背景技術

已有的PID控制器是屬于串聯校正型控制器一類。這類控制器通用性強，已成為實際過程控制中的主流控制器。狀態變量反饋控制器是屬于現代控制理論應用最主要的成果之一，已被證明可比PID控制器獲得更出色的動態控制品質。然而，狀態變量反饋控制器的固有缺陷是不能照顧控制系統的穩態特性。因此，已有多人嘗試將串聯校正型控制器和狀態變量反饋控制器組合起來應用，期望所得控制系統的動態控制靠狀態變量反饋控制器，穩態控制靠串聯校正型控制器。但是，大量實踐證明這個美好設想卻很難實現。因為，兩種控制器的簡單組合很難協調一致，常常是串聯校正型控制器破壞了狀態變量反饋控制器原有的好動態控制品質的實現。本發明就是突破了這種技術發展瓶頸，利用控制器的標準傳遞函數設計方法，將巧妙設計的串聯校正與狀態反饋協調型控制器架構下的各控制部件參數，統一協調地設計出來，從而實現了串聯校正控制器與狀態反饋控制器和諧合作的理想控制效果。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種控制效果好、穩態特性好的串聯校正與狀態反饋協調型控制器。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種串聯校正與狀態反饋協調型控制器，用于控制被控過程，所述的協調型控制器包括串聯控制器、零點校正器、狀態反饋與觀測器、第一比較器和第二比較器，所述的串聯控制器、第二比較器、零點校正器、被控過程輸入端依次連接，所述的被控過程輸出端分別連接第一比較器和狀態反饋與觀測器，所述的狀態反饋與觀測器分別連接第二比較器和零點校正器的輸入端；其中，零點校正器用于標幺化被控過程；狀態反饋與觀測器用于進行標幺化被控過程的狀態觀測和狀態反饋控制；串聯控制器用于進行標幺化被控過程的串聯校正控制。

所述的零點校正器的傳遞函數為被控過程傳遞函數的分子多項式的倒數。

所述的被控過程G_p(s)的傳遞函數為：時，零點校正器G_c2(s)的傳遞函數為：

Gc2(s)=1blsl+···+b1s+b0]]>

其中，n＞l，a₀，a₁，...，a_n-1、b₀，b₁，...，b_l均為多項式系數。

所述的狀態反饋與觀測器的觀測模型G_m(s)為：