[發明專利]一種用于電機轉速調節系統的自抗擾控制結構的構造方法

有效

• 申請號: 201710321077.2
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106950839B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 劉瑞娟;聶卓赟;郭東生;陳玉成
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

1.一種自抗擾控制結構的構造方法，其特征在于,所述構造方法包括如下步驟：

1)在包括有反饋控制器C(s)/s和前置濾波器F(s)且滿足和的傳統自抗擾控制結構下，增加一個輸出反饋積分控制器，

$x_r\left(t\right)={\∫}_0^{\mathrm{\τ}}r\left(t\right)-y\left(t\right)dt$

其中，r(t)為給定輸入，y(t)為系統輸出；令輸出反饋積分控制器增益為k_r；

2)在所述傳統自抗擾控制結構下，針對n階對象，設計n+1階全維擴張狀態觀測器；

3)采用極點配置的方式，得到在步驟2)中設計的全維擴張狀態觀測器增益L，有

|sI-(A_E-LC_E)|＝(s+ω_o)ⁿ⁺¹

其中，ω_o為全維擴張狀態觀測器參數，

4)在輸出反饋積分控制器與全維擴張狀態反饋作用下，設計輸出反饋積分控制器增益k_r和全維擴張狀態觀測器反饋增益K_z，構建新的自抗擾控制律：

$u\left(t\right)=\frac{1}{b_0}(K_{z}z+k_r{x}_r)$

其中，b₀為對象增益，取

$\[\begin{array}{cc}{k}_r& K_z\end{array}\]=\[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\ω}}_c^{n+1}{\mathrm{\α}}_{n+1}& {\mathrm{\ω}}_c^n{\mathrm{\α}}_n& ...& {\mathrm{\ω}}_c^2{\mathrm{\α}}_2& {\mathrm{\ω}}_c{\mathrm{\α}}_1\end{array}\],{\mathrm{\α}}_i=\frac{(n+1)!}{i!(n+1-i)!}.$

其中，ω_c為帶寬參數，當k_r與K_z滿足上述條件時，閉環系統的傳遞函數近似為

$G_{yr}\left(s\right)\≈\frac{k_r}{s^{n+1}+k_n{s}^n+k_{n-1}{s}^{n-1}...+k_{1}s+k_r}={\left(\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{s+{\mathrm{\ω}}_c}\right)}^{n+1}.$