基于頻域分析的自抗擾控制器參數(shù)自整定研究.pdf

1、自抗擾控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)技術(shù)是在繼承和發(fā)揚(yáng)經(jīng)典控制理論不依賴系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的思想精髓的基礎(chǔ)上，吸收現(xiàn)代控制理論在分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的成就提出的一種新型實(shí)用技術(shù)。自抗擾控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、魯棒性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，成為控制領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者們的研究熱點(diǎn)，并在化工過程、機(jī)械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和現(xiàn)代武器系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用。然而目前自抗擾控制器參數(shù)整定困難、缺乏一定的指導(dǎo)

2、原則，給自抗擾控制在工程上的應(yīng)用帶來很大限制。本文主要針對(duì)實(shí)際過程中的常見典型環(huán)節(jié)，利用頻域的方法來分析和設(shè)計(jì)自抗擾控制器，并進(jìn)行參數(shù)整定，有利于自抗擾控制在工程中的推廣應(yīng)用。本論文的研究工作主要包括以下三個(gè)方面：
　　(1)針對(duì)一階慣性加滯后對(duì)象設(shè)計(jì)了線性自抗擾控制器，在頻域內(nèi)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，基于給定的增益裕度和相位裕度，采用繼電反饋的方法對(duì)自抗擾控制器進(jìn)行參數(shù)自整定，簡(jiǎn)單實(shí)用，仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。
　

3、　(2)針對(duì)一階慣性時(shí)滯不穩(wěn)定對(duì)象設(shè)計(jì)了線性自抗擾控制器，根據(jù)增益裕度與相位裕度的定義加入尋優(yōu)的過程給出了線性 ADRC參數(shù)的自整定公式。與傳統(tǒng)的PI控制相比，線性ADRC在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)大幅度降低了系統(tǒng)的超調(diào)，表現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)性能。
　　(3)采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)線性ADRC參數(shù)與一階時(shí)滯不穩(wěn)定對(duì)象的參數(shù)和穩(wěn)定裕度之間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行了擬合，仿真結(jié)果證明了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的有效性，進(jìn)而可以直接調(diào)用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)線性 ADR