[发明专利]基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法、结构、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法，包括由第一跟踪微分器和第二跟踪微分器组成复合跟踪微分器，得到复合跟踪微分器的微分表达式；对复合跟踪微分器在零初始条件下进行拉斯变换，得到参考信号和跟踪输出传递函数；通过前馈补偿的方式引入零点，并通过修改系数补偿系数α对零点进行配置。本发明还涉及一种实现自抗扰改进的复合跟踪微分器结构。采用了本发明的激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法、复合跟踪微分器结构、装置及计算机可读存储介质，相比较于常用的跟踪微分器，复合跟踪微分器能够更好地平衡跟踪相位滞后以及微分信号提出中噪声放大的问题。

技术领域

本发明涉及激光切割随动控制领域，尤其涉及复合跟踪微分器领域，具体是指一种激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法、复合跟踪微分器结构、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

自抗扰控制算法主要由跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性组合。在自抗扰控制算法中，跟踪微分器用有两个作用：(1)对参考输入产生过渡输出作为控制过程中的期望位置值；(2)提取参考输入的微分信号。现有自抗扰控制算法存在以下缺点：跟踪微分器在原始信号跟踪相位滞后和微分信号噪声中存在的矛盾。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足平衡性好、操作简便、适用范围较为广泛的激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法、复合跟踪微分器结构、装置及计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明的激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法、复合跟踪微分器结构、装置及计算机可读存储介质如下：

该激光切割随动控制系统中基于复合跟踪微分器实现自抗扰改进控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)由第一跟踪微分器和第二跟踪微分器组成复合跟踪微分器，得到复合跟踪微分器的微分表达式；

(2)对复合跟踪微分器在零初始条件下进行拉斯变换，得到参考信号和跟踪输出传递函数；

(3)通过前馈补偿的方式引入零点，并通过修改系数补偿系数α对零点进行配置。

较佳地，所述的步骤(1)中得到复合跟踪微分器的微分表达式，具体为：

复合跟踪微分器的微分表达式如下：

其中，v是输入信号，x₁,x₂为第一跟踪微分器的跟踪输出和一阶微分输出，R₁,k₁,k₂为第一跟踪微分器的系统参数，x₃,x₄为第二跟踪微分器的跟踪输出和一阶微分输出，R₂,k₃,k₄为第二跟踪微分器的系统参数。

较佳地，所述的步骤(2)中得到参考信号和跟踪输出传递函数，具体为：

参考信号和跟踪输出传递函数如下：

其中，R₁、k₁、k₂为第一跟踪微分器的系统参数，R₂、k₃、k₄为第二跟踪微分器的系统参数。

较佳地，所述的步骤(3)还包括以下步骤：

在补偿系数α为0的情况下，将跟踪微分器传递函数变为二阶形式。

较佳地，所述的步骤(3)中得到二阶形式的跟踪微分器传递函数，具体为：