[发明专利]改进的LADRC线性自抗扰控制系统及参数整定方法

权利要求书

1.一种改进的LADRC线性自抗扰控制系统，包括被控对象和自抗扰控制器，所述自抗扰控制器包括跟踪微分器、扩张状态观测器和线性误差反馈控制律，其特征在于：

所述跟踪微分器的输入为v₀，输出为v_i，i＝1，2，...，n；

所述扩张状态观测器的输出为z_i，i＝1，2，...，n，n+1；

所述跟踪微分器的输出v_i，i＝1，2，...，n与扩张状态观测器的输出z_i，i＝1，2，...，n做减法比较后作为所述线性误差反馈控制律的输入e_i，i＝1，2，...，n；

所述线性误差反馈控制律的输出u₀与所述扩张状态观测器的输出z_i，i＝n+1，做减法比较后经1/b₀倍增益，得到中间控制量该中间控制量分两路，一路经b₀倍增益作为所述扩张状态观测器的第一输入信号；另一路经k_b倍增益后作为被控对象的输入u；k_b为控制量增益的细调补偿因子，k_b＝b₀/b；b为被控对象的控制量增益；b₀为控制量增益的粗调补偿因子；

所述被控对象的输出y作为所述扩张状态观测器的第二输入信号；

所述被控对象，表达式为：

其中，

式中，y为被控对象的输出；x为被控对象的状态变量；f为关于状态变量x的函数；w为外扰；b为被控对象的控制量增益；b₀为控制量增益的粗调补偿因子；u为被控对象的输入；为中间控制量；

所述扩张状态观测器，表达式为：

其中，sⁿ⁺¹+β₁sⁿ+…+β_ns+β_n+1＝(s+ω₀)ⁿ⁺¹

式中，z_i为扩张状态观测器的输出，i＝1，2，...，n+1；β_i为扩张状态观测器的系数，i＝1，2，...，n+1，β_i为多项式(s+ω₀)ⁿ⁺¹展开后各项对应系数；

所述线性误差反馈控制律，表达式为：

其中，sⁿ+b₀k_ns^n-1+…+b₀k₂s+b₀k₁＝(s+ω_c)ⁿ

式中，v_i为跟踪微分器的输出，i＝1，2，...，n；k_i为误差反馈控制律的参数，k_i为(s+ω_c)ⁿ展开后多项式各项对应系数；

所述跟踪微分器，对线性系统的状态变量实现为：

其中，v₀为跟踪微分器的输入，v_i为跟踪微分器的输出，i＝1，2，...，n。