[发明专利]一种自抗扰控制器参数的整定方法

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化领域，特别涉及一种自抗扰控制器的参数整定方法。背景技术

自抗扰控制器（ADRC）是一种在工业过程控制中应用的自动控制方法，其主要优点是能够自动跟踪系统中的随机扰动并对控制输出进行自动补偿，对被控对象的精确数学模型不存在很强的依赖性，具有很强的抗干扰能力和控制的鲁棒性，该种控制方法在工业过程控制中得到了越来越广泛的应用，其控制的优越性得到了现场工程技术人员的广泛认同。

自抗扰控制器参数较多，有6个需要整定的参数，分别是：

1) 扩张状态观测器（ESO）参数: β₁,β₂,β₃,b₀

2) 非线性状态误差反馈（NLSEF）参数: N₁,N₂

现有文献中的整定方法基本上都是基于理论分析方法的，参数整定所需要的计算量较大、效率不高，且需要较多的已知条件，需工程技术人员对自抗扰控制技术非常了解才能够操作，对其知识层次的要求较高，非常不适合于进行快速的参数整定。同时，在整定所需数据不够准确时，整定后参数的准确性也不高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种自抗扰控制器的参数整定方法， 

其特征在于，自抗扰控制器的参数整定方法包括1）待整定参数初始值的确定；2）确定待整定参数初始值之后的后续整定；具体的实施过程如下：

首先对1）待整定参数初始值进行确定如下： 

为明晰起见，使用上述自抗扰控制器对其ESO进行稳定性分析：

如果ESO稳定则z₁收敛到y，则 v₁和v₂视作ESO的外部扰动，在ESO的稳定性分析中可忽略，然后使用梅森公式获取G_ESO(S)的表达式；ESO的传递函数表征为:

GESO(S)=z1(s)y(s)---(1)]]>

式中，  z₁(s)为ESO对被控对象输出y的估计z1的拉氏变换；y(s) 为被控对象输出y的拉氏变换 ；

将ESO视作一个单位反馈系统，z₁为反馈点；定义G_ESO(S)的前向通道传递函数为G_m(S)，因此有：

GESO(S)=Gm(S)1+Gm(S)---(2)]]>

对G_m(S)应用梅森公式，有：