[发明专利]一种获取伪三阶惯性环节的方法和装置

权利要求书

1.一种获取伪三阶惯性环节的方法，其特征在于，包括：

S1：通过模型辨识获取惯性对象的预设数惯性常数、预设数增益、预设数阶数，所述惯性对象表达为公式：

IO(s)n>3=Kα(1+Tαs)n]]>

其中，IO(s)为所述惯性对象的传递函数；T_α为所述惯性对象的预设数惯性常数；K_α为所述惯性对象的预设数增益；n为所述惯性对象的预设数阶数；

S2：设置第一滤波器的统一滤波时间常数、第一滤波器增益，所述第一滤波器表达为公式：

F1(s)=KF1TFs1+TFs]]>

其中，F1(s)为所述第一滤波器的传递函数；T_F为所述统一滤波时间常数；K_F1为所述第一滤波器增益；

S3：设置第二滤波器到第预设数阶数滤波器的统一滤波时间常数，所述第二滤波器到所述第预设数阶数滤波器表达为公式：

Fm(s)=11+TFs]]>

其中，Fm(s)为所述第二到所述第预设数阶数滤波器的传递函数；m为所述第二到所述第预设数阶数滤波器的编号，2≤m≤n；n为所述预设数阶数；T_F为所述统一滤波时间常数；

S4：将所述第一滤波器到所述第预设数阶数滤波器串联，并将第四滤波器到所述第预设数阶数滤波器的输出结果依次叠加输出，形成组合滤波器，所述组合滤波器表达为公式：

F(s)n>3=KF1TFs1+TFs11+TFs11+TFs11+TFsΣi=0i=n-41(1+TFs)i]]>

其中，F(s)为所述组合滤波器的传递函数；K_F1为所述第一滤波器增益；T_F为所述统一滤波时间常数；n为所述预设数阶数；

S5：设置所述第一滤波器增益等于所述预设数增益，设置所述统一滤波时间常数等于所述预设数惯性常数，将所述惯性对象与所述组合滤波器进行并联，获取伪三阶惯性环节，所述伪三阶惯性环节表达为公式：

FOIO(s)=IO(s)+F(s)=Kα(1+Tαs)n+KF1TFs1+TFs11+TFs11+TFs11+TFsΣi=0i=n-41(1+TFs)i=Kα(1+Tαs)3]]>

其中，FOIO(s)为所述伪三阶惯性环节的传递函数；IO(s)为所述惯性对象的传递函数；F(s)为所述组合滤波器的传递函数；T_α为所述预设数惯性常数；K_α为所述预设数增益；n为所述预设数阶数；K_F1为所述第一滤波器增益；T_F为所述统一滤波时间常数。

2.一种获取伪三阶惯性环节的装置，其特征在于，包括预定的惯性对象、模型辨识单元、第一惯性滤波器、第二滤波器到第预设数阶数滤波器、三阶线性自抗扰控制器，所述第一滤波器为一阶微分器，所述第二滤波器到第预设数阶数滤波器为一阶惯性滤波器；

所述第一滤波器到所述第预设数阶数滤波器串联且所述第四滤波器到所述第预设数阶数滤波器的输出结果依次叠加输出形成组合滤波器，所述组合滤波器与所述惯性对象并联形成伪三阶惯性环节，所述伪三阶惯性环节的输出端与所述三阶线性自抗扰控制器输入端相连；

所述第一滤波器表达为公式：

F1(s)=KF1TFs1+TFs]]>

其中，F1(s)为所述第一滤波器的传递函数；T_F为所述统一滤波时间常数；K_F1为所述第一滤波器增益；

所述第二滤波器到所述第预设数阶数滤波器表达为公式：

Fm(s)=11+TFs]]>

其中，Fm(s)为所述第二到所述第预设数阶数滤波器的传递函数；m为所述第二到所述第预设数阶数滤波器的编号，2≤m≤n；n为所述预设数阶数；T_F为所述统一滤波时间常数；

所述组合滤波器表达为公式：

F(s)n>3=KF1TFs1+TFs11+TFs11+TFs11+TFsΣi=0i=n-41(1+TFs)i]]>

其中，F(s)为所述组合滤波器的传递函数；K_F1为所述第一滤波器增益；T_F为所述统一滤波时间常数；n为所述预设数阶数；

所述伪三阶惯性环节表达为公式：

FOIO(s)=IO(s)+F(s)=Kα(1+Tαs)n+KF1TFs1+TFs11+TFs11+TFs11+TFsΣi=0i=n-41(1+TFs)i=Kα(1+Tαs)3]]>

其中，FOIO(s)为所述伪三阶惯性环节的传递函数；IO(s)为所述惯性对象的传递函数；F(s)为所述组合滤波器的传递函数；T_α为所述预设数惯性常数；K_α为所述预设数增益；n为所述预设数阶数；K_F1为所述第一滤波器增益；T_F为所述统一滤波时间常数。