[发明专利]一种基于改进型自抗扰的位置角控制器

权利要求书

1.一种基于改进型自抗扰的位置角控制器，其特征在于，包括比例模块K、跟踪微分控制器TD、模糊分阶次PID、改进型扩张状态观测器ESO、被控对象，所述比例模块K输出端与所述跟踪微分控制器TD的输入端相联接，所述跟踪微分控制器TD的输出端与所述模糊分阶次PID的输入端相联接，所述模糊分阶次PID的输出端与所述改进型扩张状态观测器ESO的输入端相联接，所述模糊分阶次PID的输出端、所述改进型扩张状态观测器ESO的输出端分别与所述被控对象的输入端相联接，所述被控对象的输出端与所述改进型扩张状态观测器ESO的输入端相联接；

所述比例模块K的输入端输入给定信号a，所述跟踪微分控制器TD的输出跟踪信号Z₁₁与所述改进型扩张状态观测器ESO的输出信号Z₂₂进行比较，得到系统误差e₁并传输给所述模糊分阶次PID；所述跟微分控制器TD的输出跟踪信号Z₁₂与所述改进型扩张状态观测器ESO的输出信号Z₂₁进行比较，得到系统误差e并传输给所述模糊分阶次PID；所述模糊分阶次PID的输出信号a2与所述改进型扩张状态观测器ESO的输出信号Z₂₃除以补偿系数b₀的值进行比较获得输出信号a3，所述输出信号a3一方面输出给所述被控对象获得被控对象的信号输出a5，所述输出信号a3另一方面乘以补偿系数b₀输出给所述改进型扩张状态观测器ESO。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进型自抗扰的位置角控制器，其特征在于，所述比例模块K设置于所述跟踪微分控制器TD之前，所述比例模块K用来提高控制器的响应速度，得到的输入信号给所述跟踪微分控制器TD。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进型自抗扰的位置角控制器，其特征在于，所述跟踪微分控制器TD的控制函数为：

V₁＝Z₁₁；

V₂＝Z₂₁；

其中：V(t)为输入信号，h为积分步长，r为跟踪速度因子，fhan(V₁(t)-V(t),V₂(t),r,h)为非线性函数，Z₁₁是跟踪微分控制器TD的输出跟踪信号，Z₁₂是跟踪微分控制器TD的输出跟踪微分信号；所述跟踪微分控制器TD用来安排过渡过程，得到光滑的输入信号给所述模糊分阶次PID，并提供过渡过程的各阶导数的动态环节。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进型自抗扰的位置角控制器，其特征在于，所述跟踪微分控制器TD中的fhan(V₁(t)-V(t),V₂(t),r,h)为非线性函数，所述fhan(V₁(t)-V(t),V₂(t),r,h)的表达式如下：

δ＝rh₀；

δ₀＝h₀δ；

y＝v₁-v+h₀v₂；

所述跟踪微分控制器TD的输出V会在加速度限制下以最快速度跟踪输入信号V(t)，而且r越大，跟踪速度越快，当V1快速跟踪V(t)时，输出V2即为输入信号V(t)的微分，h₀为滤波因子，用于滤除输入信号V(t)的噪声，从而对带有噪声的输入信号实现滤波和微分计算，h₀的值越大滤波效果越明显。