基于总扰动的线性自抗扰控制性能分析及改进

发布时间：2024-01-23 18:28

　　自抗扰控制(ADRC,Active Disturbance Rejection Control)将串联积分作为系统的规范模型,将规范模型以外的信息视为系统总扰动,并通过扩张状态观测器(ESO,Extended State Observer)实时估计并补偿总扰动。因此,自抗扰控制具有强大鲁棒性和抗干扰性能,且不依赖系统精确模型。线性自抗扰控制的提出降低了控制器参数个数和调节难度,为理论分析和工程应用提供了便利。自抗扰控制优越性能的实现在于创新性的引入系统总扰动,因此非常必要分析总扰动对自抗扰控制性能的影响。本文研究内容包括以下几方面:第一,分析总扰动对线性扩张状态观测器估计能力的影响。获取系统总扰动到线性扩张状态观测器估计误差的传递函数,使线性ESO估计误差拥有统一的度量标准,首次实现线性ESO状态估计误差相互间的“横向对比”。通过频域和时域方法分别对状态估计误差与观测器增益的关系、各状态估计误差幅值、最大值、以及稳定时间进行分析比较。本文在更宽松的假设条件下证明了充分利用总扰动已知信息的改进型线性扩张状态观测器具有更高的观测精度。第二,分析总扰动对线性自抗扰闭环系统性能的影响。在忽略E...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 自抗扰控制研究现状
    1.3 论文的主要工作和安排
第2章 自抗扰控制技术基本原理
    2.1 引言
    2.2 自抗扰控制技术基本结构
        2.2.1 跟踪微分器
        2.2.2 扩张状态观测器
        2.2.3 状态误差反馈控制律
    2.3 线性自抗扰控制
    2.4 小结
第3章 基于总扰动的ADRC性能分析
    3.1 引言
    3.2 总扰动对ESO性能影响分析
        3.2.1 频域分析
        3.2.2 时域分析
    3.3 基于已知模型的修改型ESO
    3.4 总扰动对ADRC闭环性能影响
    3.5 小结
第4章 基于估计误差补偿的改进
    4.1 引言
    4.2 基于ESO估计误差补偿的控制律改进
    4.3 参考值的微分信号对闭环输出的影响
    4.4 稳定性证明
        4.4.1 ESO稳定性证明
        4.4.2 改进ADRC稳定性证明
    4.5 小结
第5章 改进型自抗扰串级控制仿真验证
    5.1 引言
    5.2 过热汽温串级控制
        5.2.1 模型描述
        5.2.2 控制器设计及参数整定
        5.2.3 仿真验证
    5.3 机械式自动变速器的位移串级控制
        5.3.1 模型描述
        5.3.2 控制器设计及参数整定
        5.3.3 仿真验证
    5.4 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
附录



本文编号：3883153