自抗扰控制技术简介.doc

《自抗扰控制技术简介.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、自抗扰控制技术简介1.自抗扰控制技术概述1.1什么是自抗扰控制技术自抗扰控制器(Auto/ActiveDisturbancesRejectionControler,ADRC)技术，是发扬PID控制技术的精髓并吸取现代控制理论的成就，运用计算机仿真实验结果的归纳和总结和综合中探索而来的，是不依赖被控对象精确模型的、能够替代PID控制技术的、新型实用数字控制技术。1.2自抗扰控制技术的提出者——韩京清韩京清，朝鲜族,1937生，系统与控制专家，中国科学院数学与系统科学研究院系统科学研究所研究员、博士生导师，长期从事控制

2、理论与应用研究丁•作，是我国控制理论和应用早期开拓者Z-o韩京清先生于1998年正式提岀自抗扰控制这一思想。在这个思想提出之后,国内外许多研究者都用绕着“自抗扰控制”展开实际T程应用的研究。同时，自抗扰控制的理论分析的研究也在不断的深入。13自抗扰控制技术的特点和优点(1)口抗扰控制器采用“观测+补偿”的方法来处理控制系统中的非线性与不确定性，同时配合非线性的反馈方式，提高控制器的动态性能。(2)自抗扰控制器算法简单、易于实现、精度高、速度快、抗扰能力强。(3)统一处理确定系统和不确定系统的控制问题；扰动抑制不需外

3、扰模型或者外扰是否观测；控制算法不需辨识控制对象；统一处理非线性和线性系统;可以进行时滞系统控制；解耦控制只耍考虑静态耦合，不用考虑动态耦合等。自抗扰控制技术简介1.自抗扰控制技术概述1.1什么是自抗扰控制技术自抗扰控制器(Auto/ActiveDisturbancesRejectionControler,ADRC)技术，是发扬PID控制技术的精髓并吸取现代控制理论的成就，运用计算机仿真实验结果的归纳和总结和综合中探索而来的，是不依赖被控对象精确模型的、能够替代PID控制技术的、新型实用数字控制技术。1.2自抗扰控

4、制技术的提出者——韩京清韩京清，朝鲜族,1937生，系统与控制专家，中国科学院数学与系统科学研究院系统科学研究所研究员、博士生导师，长期从事控制理论与应用研究丁•作，是我国控制理论和应用早期开拓者Z-o韩京清先生于1998年正式提岀自抗扰控制这一思想。在这个思想提出之后,国内外许多研究者都用绕着“自抗扰控制”展开实际T程应用的研究。同时，自抗扰控制的理论分析的研究也在不断的深入。13自抗扰控制技术的特点和优点(1)口抗扰控制器采用“观测+补偿”的方法来处理控制系统中的非线性与不确定性，同时配合非线性的反馈方式，提高

5、控制器的动态性能。(2)自抗扰控制器算法简单、易于实现、精度高、速度快、抗扰能力强。(3)统一处理确定系统和不确定系统的控制问题；扰动抑制不需外扰模型或者外扰是否观测；控制算法不需辨识控制对象；统一处理非线性和线性系统;可以进行时滞系统控制；解耦控制只耍考虑静态耦合，不用考虑动态耦合等。1.自抗扰控制技术提出的背景2.1现代控制理论的缺点和改进现代控制理论以状态变量描述为基础，以状态反馈实现极点配置来改善全局动态特性的问题。因而，此种控制的主要手段是状态反馈。“这种全局控制方法需耍知道关于开环动态特性的先验知识和状

6、态变量的信息，这在许多T程实际中是很不现实的，因为工程实际提供不了有关开环动态特性的多少先念知识，因此这种全局控制方法是很难在实际中得到应用。”这就是现代控制理论的缺点，这也限制了这种控制方法在工程实际中的应用。事实上，耍实现控制冃的，不一定耍知道系统的开环动态特性。实现控制的主耍冃的是施加控制力，使冃标值与输出值Z间的误差衰减下去，因而只需耍知道开环动态特性的具体表现量。这就是将状态反馈的理念转换为谋差反馈的理念。图（1）、图（2）是这两种控制方式的框图。-——慨剧器］~-一一X=MX)ff.x9X2.2PID控

7、制的优缺点PID控制的主耍优点是：“不用被控对象的精确模型，只用控制冃标与对象实际行为的误差来产生消除此误差的控制策略的过程控制思想，是PID留给人类的宝贵思想遗产，是PID控制技术的精髓。”也正是因为这个原因，PID控制才能在控制工程实践中得到广泛有效的应用。PID控制的腑:(1)直接以e=v-y的方式产生原始误差。控制冃标v是有可能产生突变的，而对象输出y—定是连续的，用连续的缓变的变量追踪可能跳变的变量本身就是不合理的。(2)产生e的微分信号没有太好的办法。(3)线性组合不一定是最好的组合方式。(4)误差信号

8、e的积分反馈的引入有很多负作用。韩京清研究员针对PID控制的缺陷提出了改进方法。(:L)安排过渡过程。(2)微分信号的提取。(3)各参数的非线性组合的应用。(4)状态扩张观测器。1.自抗扰控制器的基本结构“用安排过渡过程、扩张状态观测器、非线性组合部件就可以装配岀具有奇特功能的控制器自抗扰控制器(Auto/ActiveDisturbancesRejectio