[发明专利]一种非积分串级状态空间对象系统转换成积分串级系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对非积分串级对象系统进行转换的控制理论技术领域，具体涉及一种非积分串级状态空间对象系统转换成积分串级系统的方法。

背景技术

自抗扰控制方法最突出的特征，就是把作用于被控对象的所有不确定因素都归结为“未知扰动”，而用对象的输入输出数据对它进行估计并给予补偿。相比常规的PID控制方法，采用自抗扰控制方法会使其控制品质和控制精度有根本的提高。

然而，自抗扰控制方法通常以积分串级系统为典型应用对象，实际系统的各状态变量之间却难以都具有像“加速度-速度-位移”这样的内在级联积分关系，来形成积分串级对象系统。所以，自抗扰控制方法的效果虽然很好，但其适用范围目前受到很多限制。并且，典型积分串级系统常常被误认为是自抗扰控制方法的唯一适用范式。鉴于实际被控系统多种多样的形式，非常有必要研究如何设计非积分串级系统的自抗扰控制方法。一种思路是将非积分串级系统转换成积分串级系统，以实现对其的控制。

现有的解决方法：有采用复杂微分几何过程的；有的需要借助于扩张状态观测器的闭环反馈补偿，才能将非典型范式的对象系统，转化为积分串级形式的对象系统。由于实际非积分串级被控对象系统的形式各样，均需转换为典型范式的积分串级系统，来适应自抗扰控制方法的特点，所以需要转换的样式可能很多，转换的方法也不尽相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非积分串级状态空间对象系统转换成积分串级系统的方法，采用多元复合函数全导的数学方法及其变换，将非积分串级表达形式的状态空间对象系统，转换成积分串级系统的表达形式，从而可以直接采用自抗扰控制方法进行控制，解决了非积分串级状态空间对象系统的自抗扰控制理论问题。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种非积分串级状态空间对象系统转换成积分串级系统的方法，其特点是，包含以下步骤：

对给定的非积分串级状态空间对象系统构造多元复合函数的全导方程；

对全导方程进行坐标变换，得到积分串级状态空间对象系统的方程。

所述的给定的非积分串级状态空间对象系统包含三个系统状态变量、一个系统输入变量及一个系统输出变量。

所述的给定的非积分串级状态空间对象系统可表示为：