[发明专利]一种自适应自抗扰控制方法、装置及设备

权利要求书

1.一种自适应自抗扰控制方法，其特征在于，应用于工程应用，包括：

将控制系统的输入信号输入至跟踪微分器以计算获取所述输入信号的跟踪信号和微分信号；

将被控对象的参数改变量输入至控制器增益补偿器以计算获取控制器增益补偿量；并将所述控制系统的控制器增益初始值与所述控制器增益补偿量的和作为补偿后的控制器增益；

将所述控制系统的输出信号和总控制量和所述补偿后的控制器增益输入至扩展状态观测器，以计算获取第一状态估计值和第二状态估计值和总扰动估计值；

计算所述跟踪信号与所述第一状态估计值的差值作为跟踪误差信号；计算所述微分信号与所述第二状态估计值的差值作为微分误差信号；将所述跟踪误差信号和所述微分误差信号输入至PD控制器以计算获取PD控制量；

根据所述PD控制量和所述总扰动估计值和所述补偿后的控制器增益计算所述总控制量；并将所述总控制量输出至被控对象，以便对所述被控对象进行控制。

2.根据权利要求1所述的自适应自抗扰控制方法，其特征在于，所述跟踪微分器的表达式为：

其中，fhan为最速控制综合函数；v(t)为所述输入信号；v₁(k)为v(t)的跟踪信号；v₂(k)为v(t)的微分信号；T₁为所述跟踪微分器的积分步长；r₁为所述跟踪微分器的速度因子；h₁为所述跟踪微分器的滤波因子。

3.根据权利要求1所述的自适应自抗扰控制方法，其特征在于，所述被控对象的参数改变量包括被控对象增益改变量和时滞时间改变量；所述控制器增益补偿器的表达式为：

Δb₀＝α(ΔK·τ+Δτ·K+ΔK·Δτ)；

其中，Δb₀为所述控制器增益补偿量；α为增益补偿系数；ΔK为所述被控对象增益改变量；K为被控对象增益初始值；Δτ为所述时滞时间改变量；τ为时滞时间初始值。

4.根据权利要求1所述的自适应自抗扰控制方法，其特征在于，所述扩展状态观测器的表达式为：

其中，y(k)为离散态的所述输出信号；u为所述总控制量；T₂为所述扩展状态观测器的积分步长；z₁(k)为所述第一状态估计值；z₂(k)为所述第二状态估计值；z₃(k)为所述总扰动估计值；β₁、β₂和β₃均为状态观测系数；f为采样频率；b′₀为所述补偿后的控制器增益，b′₀＝b₀+Δb₀，b₀为所述控制器增益初始值，Δb₀为所述控制器增益补偿量。

5.根据权利要求1至4任一项所述的自适应自抗扰控制方法，其特征在于，所述将所述控制系统的输出信号和总控制量和所述补偿后的控制器增益输入至扩展状态观测器包括：

将所述输出信号输入至滤波器以获取滤波后的输出信号；

将所述滤波后的输出信号和所述总控制量和所述补偿后的控制器增益输入至所述扩展状态观测器。

6.根据权利要求5所述的自适应自抗扰控制方法，其特征在于，所述滤波器的表达式为：

其中，fhan为最速控制综合函数；y(t)为时域中的所述输出信号；x₁(k)为y(t)的跟踪信号；x₂(k)为y(t)的微分信号；T₃为所述滤波器的积分步长；r₂为所述滤波器的速度因子；h₂为所述滤波器的滤波因子；y₁(k+1)为离散态的所述滤波后的输出信号。