[發明專利]一種PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試方法

在審

• 申請號: 202010581140.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111665824A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 雷陽;徐靜;門義雙;郝強;劉斌;劉文齊;高云錕;劉賓;馬帥;孫玥
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試方法，屬于控制器控制性能測試技術領域。本發明提出了PI控制器的控制參數和線性自抗擾控制器的控制參數的映射關系，通過PI控制器和線性自抗擾控制器的參數映射關系，得到兩種控制器對比測試的控制參數，采用計算得到的控制參數進行控制器在該控制頻域特性下的控制性能比測，使得兩種控制器在近似相同的控制校正頻域曲線上進行控制性能對比，通過該方法計算得到的兩種控制器參數，使兩種控制器在對比測試中參數獲取標準一致，能夠公平合理地對比測試兩種控制器的性能差別，結果可信。

技術領域

本發明屬于控制器控制性能測試技術領域，具體涉及一種PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試方法。

背景技術

針對目前在對比測試不同控制算法的控制性能的時候，往往沒有統一的標準，一般人為操作調整兩個控制器參數，依據經驗認為是最佳，然后進行比測。在PI控制器和線性自抗擾控制器對比中測試中，采用的也是同樣的方法，對比測試中往往帶有主觀意愿。

而在PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試中，由于人為經驗調整兩種控制器參數，再進行對比測試會造成：一個控制參數調整較優的控制器和另一個控制參數整定不是很好的控制器進行性能對比。這樣，得到的結果帶有主觀意愿，測試結果說服力不強，甚至得到相反或錯誤的結果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試方法，使兩種控制器在對比測試中參數獲取標準一致，能夠公平合理地對比測試兩種控制器的性能差別，結果可信。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種PI控制器和線性自抗擾控制器對比測試方法，包括以下步驟：

步驟1.確定PI控制器和線性自抗擾控制器兩種控制器的表現形式；

步驟2.基于步驟1構建PI控制器和線性自抗擾控制器的參數映射關系；

步驟3、基于步驟1及步驟2進行對比測試可行性驗證及對比測試，實現PI控制器和線性自抗擾控制器兩種控制器的控制性能比較。

優選地，步驟1中確定PI控制器和線性自抗擾控制器兩種控制器的表現形式為：

PI控制器的表達式為

其中，K_p、K_i為其控制參數；

線性自抗擾控制器的表達式為

其中，z₁為y_m的觀測值，z₂為觀測的擾動值，y_m為傳感器的反饋測量值，e₀，e₁為誤差值，v₁為控制器輸入值，u為控制器輸出值、b₀為實際物理系統增益值，所述實際物理系統為線性自抗擾控制器控制的被控對象；

其中，a₁、a₂、c為線性自抗擾控制器的控制器參數值；

將公式2和公式3表達的線性自抗擾控制器進行頻域變換得到其控制原理，線性自抗擾控制器頻域變換表現成一個前饋環節和一個單位閉環的結構，控制器輸入v₁作為前饋環節F(s)的輸入，F(s)的輸出為之后的單位閉環輸入，此值與傳感器的反饋測量值y_m作差后，輸入給閉環控制器C(s)，經C(s)求解后得到閉環控制器輸出值u，從而驅動被控對象進行相應動作，將傳感器測量被控對象的動作所得到的值y_m進行反饋，以此循環往復控制；