自抗扰控制器优化设计及其应用

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1、摘要自抗扰控制器优化设计及其应用学科：控制理论与控制工程研究生：张谦(签名：导师：郑岗教授(签名：杨延西副教授(签名：拯、速)妇l岛)塞塑望堑)自抗扰控制器(ADRc)通过对模型不确定因素和外扰进行补偿，使得控制系统对外扰和不确定因素均有很好的适应能力，它能够有效控制多种工业上较为难控的对象，并表现出极强的鲁棒性和抗干扰性。但是白抗扰控制器参数众多难以调节，因此本文利用遗传算法的并行搜索能力对参数进行寻优整定。针对遗传算法存在着局部空间搜索能力差、个体的多样性减少的很快等不足，本文采用了免疫遗传算法以加快寻优速度和改善寻优质曼，并运用到多个不同特性的对象的控制中，仿真和实验效果

2、良好。本文主要研究内容如下：1．分析自抗扰控制器的特点及其参数整定中的一些定性规律；2．将免疫算法与遗传算法相结合，使用免疫遗传算法进行自抗扰控制器参数的优化整定；3．在VJsua]“+习：境下和Matlab环境下设计相应的仿真和实验软件，完成优化自抗扰控制器的仿真和实验任务；4．使用优化自抗扰控制器对典型的时变和11I线性系统进行仿真研究，验证算法的有效性和适用性；5．结合完成的仿真和实验软件，使用优化的白抗扰控制器对双T电路和直线一级倒立摆对象进行仿真和实验研究，进一步验证算法的有效性。关键字：自抗扰控制器(ADRC)；免疫遗传算法(IGA)：参数优化ABSTRACTApp

3、licationandOptimizeDesignofActiveDisturbanceRejectionControllerSpeciality：ControlTheoryandControlEngineeringCandidate：ZhangQianSupervisor：Prof．ZhengGangAssociateProf．YangYanxi(SignatureActiveDisturbanceRejectionController(A1)RC)Caneffectivelyadjustuncertainfactoranddisturbanceofthemodelbycom

4、pensation．Itcaneffectivelycontrolmanyunmanageablemodelandshowsitsrobustnessandanti—disturbancetous．AnapproachwhichexploittheImmuneGeneticAlgorithm(IGA)tooptimizeparametersoftheADRCinordertoadjustingitsover-abundantparametersareproposedinthispaper．The1GAisshowtobeeffectiveinovercomingtheweakn

5、essoflocalsearchabilityandindividualdiversityreducinginGeneticAlgorithm(GA)．SimulationsonvariousplantsandexperimentsoninvertedpendulumanddoubleTcircuitverifiedthefeasibilityandvalidityofthealgori,hm．Themainresearchesinthispaperare：(1)TheprincipleandcharactersofADRCisintroducedandsomerulesofp

6、arameteradjustingarcsummarized．(2)ImmuneGeneticAlgorithm(IGA)anditsuseintheparameteroptimizingoftheADRCisreseatdled．(3)(4)(5)AsimulationandexperimentsoftwareinbothVCandMatlabplatformisdesigned，usingthissoftwarecansuccessfullyfinishthesimulationandexperimentontheoptim；zedADRC．TheoptimizedADRC

7、isusedtocontrolthetimevariableandnonlinearsystem，Simulationresultsprovethefeasibilityandvalidityofthealgorithm．UsingtheoptimizedADRCandthesoftware，experimentsoninvertedpendulumanddoubleTcircuitarcperformed，experimentalresultsalsoprovethefeasibility