[发明专利]一种改进的自抗扰与PID的串级控制方法

摘要

本发明涉及一种改进的自抗扰与PID的串级控制方法，针对位置换向时存在较大的换向误差问题，提出了将自抗扰控制用于精密伺服系统速度环，将常规PID控制用于位置环，构成了自抗扰与PID的串级控制方法。并且，在自抗扰的控制律方面作了改进，改进的实质就是将传统自抗扰的控制律设计为PID。由于常规非线性自抗扰控制器设计复杂，参数众多且难以整定，本发明采用线性自抗扰的结构，大大减少了需要整定的参数个数，具有结构简单，参数容易整定的优势。所提出的控制方法能减小位置跟踪误差，提高系统的跟踪精度。

主权项

一种改进的自抗扰与PID的串级控制方法，其特征在于：速度环采用改进的自抗扰控制器，位置环采用常规PID控制器，其具体步骤如下：步骤(1)：搭建速度环自抗扰控制器闭环回路；步骤(2)：设计自抗扰的扩张状态观测器：采用三阶线性自抗扰控制结构，并将扩张状态观测器估计出的总扰动加入控制器中，以此来补偿系统受到的非线性扰动；步骤(3)：对于速度反馈信号，处理方式如下：方式1.如果在系统中装有速度传感器，则将传感器采回的速度信号直接送入ESO；方式2.如果在系统中仅装有位置传感器，则将传感器采回的位置信号的微分作为速度信号送入ESO；步骤(4)：控制律的设计：将自抗扰的控制律设计为PID控制器；步骤(5)：对于速度环自抗扰控制输入信号的处理：将位置环控制器的输出作为速度环控制器的输入信号；步骤(6)：搭建位置环PID控制闭环回路；步骤(7)：对于位置反馈信号，处理方式如下：由于系统中装有位置传感器，则传感器采回的位置信号即为反馈信号；步骤(8)：对于位置环PID控制输入信号的处理：选择输入信号为θ_ref＝0.3°sin(πt)，其中，θ_ref为输入信号，t为时间。