[发明专利]一种自抗扰控制方法、装置、控制系统及存储介质

说明书

本申请提供一种自抗扰控制方法、装置、控制系统及存储介质，该方法包括：获取控制系统中的当前设定值、当前被控量以及控制器的当前工作模式和当前控制量；在当前工作模式处于死区模式时，利用当前被控量，对控制器的第一扩张状态变量更新；根据当前设定值、更新后的第一扩张状态变量和当前控制量，对控制器的第二扩张状态变量更新，以使控制器在退出死区模式时，根据第一扩张状态变量、第二扩张状态变量和当前控制量对目标执行机构进行控制。在控制器处于死区模式下，对第一扩张状态变量和第二扩张状态变量进行实时更新，避免了对控制系统产生额外的扰动，提高了自抗扰控制方法的可靠性，保证了控制品质，为提高控制系统的安全性奠定了基础。

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，尤其涉及一种自抗扰控制方法、装置、控制系统及存储介质。

背景技术

自抗扰控制技术相比于其它先进控制技术具有不依赖被控对象精确数学模型、参数整定物理意义明确、抗扰能力好和鲁棒性强的优势，在越来越多的工业自动化控制领域得到应用，如无人机和电机控制等。

在现有技术中，为避免执行机构由于过于频繁的动作而降低其使用寿命，往往会在允许的控制误差范围内，对控制器的输出设置死区功能。

但是，若直接在自抗扰控制器后增加死区环节限制实际控制量，则当自抗扰控制器退出死区时，将引起控制量的跳变从而带来不必要的扰动，影响控制品质。因此，急需一种可靠性较高的自抗扰控制方法，对提高控制系统的安全性有重要意义。

发明内容

本申请提供一种自抗扰控制方法、装置、控制系统及存储介质，以解决现有技术的可靠性低等缺陷。

本申请第一个方面提供一种自抗扰控制方法，应用于控制系统中的控制器，所述方法包括：

获取所述控制系统中的当前设定值、当前被控量以及所述控制器的当前工作模式和当前控制量；

在所述当前工作模式处于死区模式时，利用所述当前被控量，对所述控制器的第一扩张状态变量更新；

根据所述当前设定值、更新后的第一扩张状态变量和所述当前控制量，对所述控制器的第二扩张状态变量更新，以使所述控制器在退出死区模式时，根据所述第一扩张状态变量、所述第二扩张状态变量和当前控制量对目标执行机构进行控制。

可选的，所述第一扩张状态变量用于反馈所述控制器对被控量输出情况的观测结果；

其中，所述第一扩张状态变量根据如下公式进行更新：

其中，z₁(k+1)表示第k+1时刻的第一扩张状态变量，IDZ(k)＝0表示控制器在k时刻处于控制模式，IDZ(k)＝1表示控制器在k时刻处于死区模式，ΔT表示计算周期，y(·)表示被控量，z₂(k)表示k时刻的第二扩张状态变量，u_A(k)表示所述控制器在k时刻的控制量，b₀表示预设的第一控制强度系数，β₁表示预设的第一计算参数；z₁(k)表示k时刻的第一扩张状态变量。

可选的，所述第二扩张状态变量用于反馈控制器对控制系统的扰动程度的观测结果；

其中，所述第二扩张状态变量根据如下公式进行更新：