[发明专利]一种用于电机转速调节系统的自抗扰控制结构的构造方法

权利要求书

1.一种自抗扰控制结构的构造方法，其特征在于,所述构造方法包括如下步骤：

1)在包括有反馈控制器C(s)/s和前置滤波器F(s)且满足和的传统自抗扰控制结构下，增加一个输出反馈积分控制器，

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

其中，r(t)为给定输入，y(t)为系统输出；令输出反馈积分控制器增益为k_r；

2)在所述传统自抗扰控制结构下，针对n阶对象，设计n+1阶全维扩张状态观测器；

3)采用极点配置的方式，得到在步骤2)中设计的全维扩张状态观测器增益L，有

|sI-(A_E-LC_E)|＝(s+ω_o)ⁿ⁺¹

其中，ω_o为全维扩张状态观测器参数，

4)在输出反馈积分控制器与全维扩张状态反馈作用下，设计输出反馈积分控制器增益k_r和全维扩张状态观测器反馈增益K_z，构建新的自抗扰控制律：

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

其中，b₀为对象增益，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为带宽参数，当k_r与K_z满足上述条件时，闭环系统的传递函数近似为

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