自抗扰控制器设计方法应用研究

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1、图书分类号：V249.122U.D.C.:657工学硕士学位论文自抗扰控制器设计方法应用研究硕士研究生：崔永山导师：马杰副教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：导航、制导与控制所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：V249.122U.D.C.:657ADissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTHERESEARCHOFDESIGNMETHODAPPLICATIONOFTHEACTIVEDISTURBANCESREJECTIONCONTROLLERCandi

2、date：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：Affiliation:DateofDefence：University：CuiYongshanAssociateProf.MaJieMasterofEngineeringNavigation,GuidanceandControlDept.ofControlScienceandEngineeringJune,2006HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文以自抗扰控制器为研究对象，结合某型转台系统存在的不确定性建模困难和扰

3、动复杂的问题进行了自抗扰控制器设计方法研究，并将研究成果应用于转台系统控制器设计。研究了自抗扰控制器的理论基础，以这些理论来说明自抗扰控制器利用非线性因素来克服线性控制不足的思想；继而完成了自抗扰控制器环节－跟踪微分器数学描述的证明；然后结合自抗扰控制系统结构框图，又给出了非线性校正和扩张状态观测器的功能描述，并分析了跟踪微分器、非线性校正和扩张状态观测器数学描述中参数的特点；另外，阐述了扩张状态观测器抑制干扰的原理。在建立了自抗扰控制系统数学模型的基础上，作为理论研究的应用，进行了自抗扰控制转台系统的设计。首先，给出自抗扰控制系统设计的一般方法；其次，采用实验测定对象频率特

4、性，再进行对象拟合与降阶的方法建立被控对象的数学模型；再次，以建成的转台系统近似对象模型作为被控对象建立自抗扰控制转台系统的结构框图，因为参数整定是自抗扰控制系统设计的重要一步，本文还给出了参数整定的一般方法，依据该方法完成自抗扰控制转台系统的设计；最后，将设计完成的自抗扰控制转台系统在simulink环境下建立其仿真模型，并在不同的工作条件下考查自抗扰控制器的控制作用。在仿真工作完成的基础上，我们将自抗扰控制器应用于实际转台系统，考察转台系统的动态与稳态工作情况，分析自抗扰控制器在实际系统中的控制效果。本文通过对自抗扰控制器理论及应用的研究，充分说明了自抗扰控制器设计的创新

5、性与应用的有效性，因此，无论在理论上还是工程上，自抗扰控制器都值得我们做进一步的研究。关键词自抗扰控制器；非线性；跟踪微分器；扩张状态观测器-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthepaper,wedoresearchonthedesignmethodoftheactivedisturbancesrejectioncontroller(ADRC)thinkingoftheuncertaintyandthedisturbancesofthestablesystem.Wealsoapplytheconclusiontothedesignofthetables

6、ystem.Wegivetheproofofthemathematicdescriptionofthetrackingdifferentiator(TD)groundingonthebasetheorywhichshowsthethoughtsofADRCmakingupdisadvantagesoflinearcontrolbynonlinearfactor,andthengivethefunctiondescriptionofnonlinearemendationandtheextendedstatesobserver(ESO)accordingtotheframewor

7、koftheactivedisturbancesrejectioncontrollingsystem.WealsoanalyzethecharacteristicoftheparametersofTD,nonlinearemendationandESO.Inaddition,wegivethereasonwhytheESOcouldrestrainthedisturbances.Asapplicationoftheresearch,wehavedesignedtheADRCforatablecontro