基于ADRC的面源黑體溫控系統(tǒng)研究.pdf

1、黑體輻射源是輻射測(cè)溫溯源過(guò)程中的關(guān)鍵儀器，對(duì)其溫度的控制是一個(gè)伴隨非線性、時(shí)滯以及慣性的復(fù)雜過(guò)程。自抗擾控制（ADRC）是在PID控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種非線性控制方法。一方面，其繼承了傳統(tǒng)PID控制思想的優(yōu)點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不依賴被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；另一方面，其運(yùn)用擾動(dòng)的估計(jì)補(bǔ)償功能來(lái)提升控制器的抗擾能力，使其在控制各種具有不確定因素的實(shí)際過(guò)程時(shí)魯棒性更好。
　　首先，本文在介紹了面源黑體的溫控需求后對(duì)其建立了近似的數(shù)學(xué)模型，并

2、通過(guò)得出的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行溫度控制的研究。介紹了PID與非線性PID的基本原理并進(jìn)行仿真研究。接下來(lái)詳細(xì)介紹了ADRC的基本原理，并說(shuō)明其特點(diǎn)和相比于其它控制方法的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用ADRC的過(guò)程中，對(duì)參數(shù)b0進(jìn)行改造，從而提高小誤差時(shí)的響應(yīng)速度，降低過(guò)渡過(guò)程時(shí)間。另一方面，為了平衡控制輸入大小與擾動(dòng)估計(jì)速度，防止擾動(dòng)估計(jì)的飽和現(xiàn)象發(fā)生，提出了一種基于擾動(dòng)估計(jì)分離的自抗擾控制算法—SEADRC。
　　然后，設(shè)計(jì)和搭建了面源黑體溫控系統(tǒng)實(shí)

3、驗(yàn)平臺(tái)。介紹組成控制系統(tǒng)的各硬件的基本參數(shù)和原理，圍繞Compact RIO控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的硬件選型和組網(wǎng)。使用LabVIEW軟件的圖形化編程進(jìn)行ADRC算法的數(shù)字離散化實(shí)現(xiàn)。
　　最后，基于搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行面源黑體的溫控實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證了控制算法的魯棒性的基礎(chǔ)上比較SEADRC與傳統(tǒng)的ADRC的控制效果，從而驗(yàn)證其有效性。接下來(lái)分別使用傳統(tǒng)PID控制和非線性PID控制進(jìn)行溫控實(shí)驗(yàn)并與本文提出的SEADRC進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證