[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

说明书

本发明涉及一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法，属于控制器控制性能测试技术领域。本发明提出了PI控制器的控制参数和线性自抗扰控制器的控制参数的映射关系，通过PI控制器和线性自抗扰控制器的参数映射关系，得到两种控制器对比测试的控制参数，采用计算得到的控制参数进行控制器在该控制频域特性下的控制性能比测，使得两种控制器在近似相同的控制校正频域曲线上进行控制性能对比，通过该方法计算得到的两种控制器参数，使两种控制器在对比测试中参数获取标准一致，能够公平合理地对比测试两种控制器的性能差别，结果可信。

技术领域

本发明属于控制器控制性能测试技术领域，具体涉及一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法。

背景技术

针对目前在对比测试不同控制算法的控制性能的时候，往往没有统一的标准，一般人为操作调整两个控制器参数，依据经验认为是最佳，然后进行比测。在PI控制器和线性自抗扰控制器对比中测试中，采用的也是同样的方法，对比测试中往往带有主观意愿。

而在PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试中，由于人为经验调整两种控制器参数，再进行对比测试会造成：一个控制参数调整较优的控制器和另一个控制参数整定不是很好的控制器进行性能对比。这样，得到的结果带有主观意愿，测试结果说服力不强，甚至得到相反或错误的结果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法，使两种控制器在对比测试中参数获取标准一致，能够公平合理地对比测试两种控制器的性能差别，结果可信。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PI控制器和线性自抗扰控制器对比测试方法，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。

优选地，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；