制冷系统自抗扰解耦控制

发布时间：2018-09-09 10:11

【摘要】：针对制冷系统具有非线性、强耦合、大时滞且难以建立精确数学模型等特点,设计了一种改进的自抗扰解耦控制器。首先,通过引入线性修正项设计了非齐次有限时间收敛的扩张状态观测器,保证了观测器误差在有限时间内能够快速收敛到0,进而通过构造Lyapunov函数证明了其有限时间收敛的特性;采用静态解耦方法将制冷系统解耦为两个单输入、单输出系统,实现了制冷系统过热度和蒸发温度的独立控制;最后,利用改进的扩张状态观测器估计动态耦合和其他扰动并补偿到非线性误差反馈控制中,实现了制冷系统的动态解耦并改善了控制效果。仿真结果表明,该控制器不仅能较好实现解耦并具有良好的动态特性,而且具有更好的抗扰性和较强的鲁棒性,同时约有2%的节能效果。
[Abstract]:An improved ADRC decoupling controller is designed for the refrigeration system with nonlinear, strong coupling, large time delay and difficult to establish an accurate mathematical model. Firstly, an extended state observer with non-homogeneous finite-time convergence is designed by introducing a linear correction term, which guarantees that the observer error can be quickly reduced in finite time. The Lyapunov function is constructed to prove its finite-time convergence property. The static decoupling method is used to decouple the refrigeration system into two single-input and single-output systems to realize the independent control of the superheat and evaporation temperature of the refrigeration system. Finally, the improved extended state observer is used to estimate the dynamic coupling and other disturbances. The simulation results show that the controller not only achieves decoupling and has good dynamic characteristics, but also has better immunity and robustness, and has about 2% energy-saving effect.
【作者单位】： 天津大学电气与自动化工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61403274) 天津市应用基础及前沿技术研究计划资助项目(13JCQNJC03600)
【分类号】：TP273;TB657

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本文编号：2232085