[發明專利]基于光電平臺精確模型的自抗擾控制器設計系統

在審

• 申請號: 201711250772.0
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108052003A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 殷宗迪;董浩
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 袁孜

1.基于光電平臺精確模型的自抗擾控制器設計系統，其特征在于，共由系統辨識模塊、模型轉換模塊和自抗擾控制器設計模塊三個模塊組成；

1)系統辨識模塊

系統辨識模塊的功能是辨識實際系統模型，光電平臺系統為單輸入單輸出線性定常系統，其差分方程表示如公式(1)所示：

A(z-1)·y(k)＝B(z-1)·u(k)+e(k) (1)

其中，A(z-1)＝1+a1z-1+...+anaz-na，B(z-1)＝b0+b1z-1+...+bnbz-nb。y(k)為系統輸出，u(k)為系統輸入，e(k)為誤差信號，a1，a2，...ana，b0，b1，...bnb為常系數，k為時間項數，z為離散方程變量；na為分母階次，nb為分子階次；

利用AIC準則確定系統階次；

利用確定的分母階次與分子階次，采用最小二乘法，如公式(3)所示，可以求得系統的連續數學模型參數：

其中，zN＝[z(1) z(2) ... z(N)]T；N為采樣數據長度；

2)模型轉換模塊

模型轉換模塊的功能是將系統辨識模塊辨識出來的數學模型轉換為能直接設計自抗擾控制器的數學模型，即轉換為能觀標準型I型；

3)自抗擾控制器設計模塊

自抗擾控制器設計模塊是確定自抗擾控制器三大部分：跟蹤微分器、擴張狀態觀測器和狀態反饋；

根據能觀標準型I型中狀態變量x的階數nx，設計nx階跟蹤微分器；狀態變量x＝[x1，x2，...，xnx]；nx是狀態變量x的階數；

利用系統矩陣A和輸入矩陣B，設計(nx+1)階擴張狀態觀測器，設計方法如公式(8)所示；

其中，是擴張觀測器輸出的觀測變量；z1(k)為k時刻狀態觀測器對狀態變量x1(k)的估計；β為擴張狀態觀測器參數，y(k)為系統輸出；

狀態反饋采用誤差信號及其各階微分信號加權和的形式，如公式(9)所示：

其中，是各階偏差的權值，U0為初始輸入信號。