[发明专利]一种加速型工程最速微分器的生成方法及装置

说明书

本发明公开了一种加速型工程最速微分器的生成方法及装置，所述方法包括：将加速型最速跟踪滤波器的无穷大串级纯滞后环节设置为有限串级纯滞后环节，生成近似加速型最速跟踪滤波器；将近似加速型最速跟踪滤波器的纯滞后环节设置为一阶惯性滤波器，生成加速型工程最速跟踪滤波器；根据加速型工程最速跟踪滤波器构造并生成加速型工程最速微分器。采用本发明实施例提高了微分器的微分性能。

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种加速型工程最速微分器的生成方法及装置。

背景技术

比例-积分-微分控制器(Proportional-Integral-Derivative，PID)，PID控制是一种指数型的控制机制，在工业过程控制领域得到广泛应用，推动形成了巨大的工业生产力。从观测的角度看,PID中的P作用、I作用、D作用(常规微分器)代表的是反馈控制中的3个基本观测机制，具体是P作用的当前观测机制、I作用的常值观测机制、D作用的超前观测机制。从构造I作用、D作用的特殊方法看，I作用、D作用基于一阶惯性滤波器(First orderinertial filter,FOIF)。FOIF是一种典型的指数型跟踪滤波器，因此I作用、D作用代表的是一种指数型常值观测器、指数型超前观测器，因此PID控制实现的是一种指数型控制机制。

比例-微分控制器PD起到一种超前观测的作用，微分器性能直接决定了PD控制器的超前观测性能。但现有的常规微分器存在微分性能不好的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种加速型工程最速微分器的生成方法及装置，提高了微分器的微分性能。

本申请实施例的第一方面提供了一种加速型工程最速微分器的生成方法，包括：

将加速型最速跟踪滤波器的无穷大串级纯滞后环节设置为有限串级纯滞后环节，生成近似加速型最速跟踪滤波器；

将近似加速型最速跟踪滤波器的纯滞后环节设置为一阶惯性滤波器，生成加速型工程最速跟踪滤波器；

根据加速型工程最速跟踪滤波器构造并生成加速型工程最速微分器。

在第一方面的一种可能的实现方式中，将加速型最速跟踪滤波器的无穷大串级纯滞后环节设置为有限串级纯滞后环节，生成近似加速型最速跟踪滤波器，具体为：

其中，AAFTF(s)为近似加速型最速跟踪滤波器AAFTF的传递函数；T_T为AFTF的跟踪时间常数，单位为s；n为有限串级纯滞后环节的串联级数，单位为无量纲；i和l为1、2、3........n-2、n-1、n区间的正整数。

在第一方面的一种可能的实现方式中，将近似加速型最速跟踪滤波器的纯滞后环节设置为一阶惯性滤波器，生成加速型工程最速跟踪滤波器，具体为：

T_AEFTE＝T_T；

其中，AEFTF(s)为所述加速型工程最速跟踪滤波器AEFTF的传递函数；FOIF(s)为所述一阶惯性滤波器FOIF的传递函数；n为FOIF的串联级数，单位为无量纲；T_FOIF为FOIF的惯性时间常数，单位为s；T_T为AFTF的跟踪时间常数，单位为s；T_AEFTF为AEFTF的跟踪时间常数，单位为s；i和l为1、2、3........n-2、n-1、n区间的正整数。

在第一方面的一种可能的实现方式中，根据加速型工程最速跟踪滤波器构造并生成加速型工程最速微分器，具体为：

AEFD(s)＝K_AEFD[1-AEFTF(s)]；