[发明专利]一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法

权利要求书

1.一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.确定PI控制器和线性自抗扰控制器两种控制器的表现形式；

步骤2.基于步骤1构建PI控制器和线性自抗扰控制器的参数映射关系；

步骤3、基于步骤1及步骤2进行对比测试可行性验证及对比测试，实现PI控制器和线性自抗扰控制器两种控制器的控制性能比较。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中确定PI控制器和线性自抗扰控制器两种控制器的表现形式为：

PI控制器的表达式为

其中，K_p、K_i为其控制参数；

线性自抗扰控制器的表达式为

其中，z₁为y_m的观测值，z₂为观测的扰动值，y_m为传感器的反馈测量值，e₀、e₁为误差值，v₁为控制器输入值，u为控制器输出值、b₀为实际物理系统增益值，所述实际物理系统为线性自抗扰控制器控制的被控对象；

其中，a₁、a₂、c为线性自抗扰控制器的控制器参数值；

将公式2和公式3表达的线性自抗扰控制器进行频域变换得到其控制原理，线性自抗扰控制器频域变换表现成一个前馈环节和一个单位闭环的结构，控制器输入v₁作为前馈环节F(s)的输入，F(s)的输出为之后的单位闭环输入，此值与传感器的反馈测量值y_m作差后，输入给闭环控制器C(s)，经C(s)求解后得到闭环控制器输出值u，从而驱动被控对象进行相应动作，将传感器测量被控对象的动作所得到的值y_m进行反馈，以此循环往复控制；

其中，

闭环控制器

前馈环节

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中基于步骤1确定的PI控制器的表达式公式1，以及表达线性自抗扰控制器控制原理的公式4、和公式5，构建其参数映射关系。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2中，对比PI控制器和线性自抗扰控制器，构建映射关系：

已知线性自抗扰控制器参数a₁、a₂、c，映射到PI控制器

已知PI控制器参数K_p、K_i，映射到线性自抗扰控制器

a₁＝2ω₀ (7)

其中，

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中，通过步骤2构建的参数映射关系，进行化简，得到PI控制器和线性自抗扰控制器的关系，其中，对比线性自抗扰控制器控制原理，将线性自抗扰闭环控制器C(s)等效为：由闭环频域基本相同的PI控制器与一个低通滤波环节串联而成，这样PI控制器与线性自抗扰控制器的区别在于：线性自抗扰控制器比PI控制器多一个闭环的低通滤波环节和一个前馈环节F(s)，PI控制器加上一个低通滤波环节和一个前馈环节F(s)则等效为线性自抗扰控制器；从而验证了通过PI控制器和线性自抗扰控制器的参数映射关系得到的两种控制器在对比测试的控制参数，来进行控制器在该控制频域特性下的控制性能比测是可信的，后续进行对比测试。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对比测试的方法为：

a)确定调整好PI控制器和线性自抗扰控制器其中一种控制器的控制参数；

b)通过步骤2中公式6或者公式7-10，得到另一控制器的控制参数；

c)通过试验，比较两种控制器在该控制参数得到的频域特性下的控制性能；

d)更改控制器参数，按照a-c步骤，测试两种控制器在新控制参数下得到的频域特性下的控制性能。