[發明專利]基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法、結構、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202010973021.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112051730A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 鄭之開;吳昊;陳豫;朱成坤
• 申請（專利權）人: 上海維宏電子科技股份有限公司;上海維宏智能技術有限公司;上海維宏自動化技術有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

本發明涉及一種激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法，包括由第一跟蹤微分器和第二跟蹤微分器組成復合跟蹤微分器，得到復合跟蹤微分器的微分表達式；對復合跟蹤微分器在零初始條件下進行拉斯變換，得到參考信號和跟蹤輸出傳遞函數；通過前饋補償的方式引入零點，并通過修改系數補償系數α對零點進行配置。本發明還涉及一種實現自抗擾改進的復合跟蹤微分器結構。采用了本發明的激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法、復合跟蹤微分器結構、裝置及計算機可讀存儲介質，相比較于常用的跟蹤微分器，復合跟蹤微分器能夠更好地平衡跟蹤相位滯后以及微分信號提出中噪聲放大的問題。

技術領域

本發明涉及激光切割隨動控制領域，尤其涉及復合跟蹤微分器領域，具體是指一種激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法、復合跟蹤微分器結構、裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

自抗擾控制算法主要由跟蹤微分器、擴張狀態觀測器、非線性組合。在自抗擾控制算法中，跟蹤微分器用有兩個作用：(1)對參考輸入產生過渡輸出作為控制過程中的期望位置值；(2)提取參考輸入的微分信號。現有自抗擾控制算法存在以下缺點：跟蹤微分器在原始信號跟蹤相位滯后和微分信號噪聲中存在的矛盾。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種滿足平衡性好、操作簡便、適用范圍較為廣泛的激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法、復合跟蹤微分器結構、裝置及計算機可讀存儲介質。

為了實現上述目的，本發明的激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法、復合跟蹤微分器結構、裝置及計算機可讀存儲介質如下：

該激光切割隨動控制系統中基于復合跟蹤微分器實現自抗擾改進控制的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟：

(1)由第一跟蹤微分器和第二跟蹤微分器組成復合跟蹤微分器，得到復合跟蹤微分器的微分表達式；

(2)對復合跟蹤微分器在零初始條件下進行拉斯變換，得到參考信號和跟蹤輸出傳遞函數；

(3)通過前饋補償的方式引入零點，并通過修改系數補償系數α對零點進行配置。

較佳地，所述的步驟(1)中得到復合跟蹤微分器的微分表達式，具體為：

復合跟蹤微分器的微分表達式如下：

其中，v是輸入信號，x₁,x₂為第一跟蹤微分器的跟蹤輸出和一階微分輸出，R₁,k₁,k₂為第一跟蹤微分器的系統參數，x₃,x₄為第二跟蹤微分器的跟蹤輸出和一階微分輸出，R₂,k₃,k₄為第二跟蹤微分器的系統參數。

較佳地，所述的步驟(2)中得到參考信號和跟蹤輸出傳遞函數，具體為：

參考信號和跟蹤輸出傳遞函數如下：

其中，R₁、k₁、k₂為第一跟蹤微分器的系統參數，R₂、k₃、k₄為第二跟蹤微分器的系統參數。

較佳地，所述的步驟(3)還包括以下步驟：

在補償系數α為0的情況下，將跟蹤微分器傳遞函數變為二階形式。

較佳地，所述的步驟(3)中得到二階形式的跟蹤微分器傳遞函數，具體為：