自抗扰控制器的发展及其应用

本文介绍了自抗扰控制器(ADRC)的发展过程-从非线性PID到扩张状态观测器的产生,再到自抗扰控制器的形成。同时,全面阐述了自抗扰控制器(ADRC)的基本结构,参数整定原理并以具体实例验证了ADRC良好的控制性能．     

电动机自抗扰控制技术研究综述

本文介绍了自抗扰控制技术在电机驱动中的应用,自抗扰控制技术解决了电机实时控制中具有不确定参数难以整定的问题,基于自抗扰控制器(ADRC)的原理,估计补偿电机控制中总的扰动项(包括内扰和外扰),提高了控制系统的鲁棒性和动态性能.     

自抗扰控制器的分析及应用

本文详细介绍了一种新型的控制策略——自抗扰控制,并说明其优越性。同时全面阐述了自抗扰控制器（ADRC）的基本结构、离散控制方程以及参数整定原则。新型的控制器具有算法简单、参数易于调节的特点。     

自抗扰控制器的简易实现

文中讨论的不确定系统可表征大多数实际对象,对其实行有效控制在工程中具有重要意义。自抗扰控制器正是该领域代表性的成果。本文在ＡＤＲＣ的设计思路指导下,给出了两类具体的ＡＤＲＣ设计方法及控制器。该控制器尤其适用于电机拖动等工业应用场合。     

发电机组柴油机转速自抗扰控制的应用

为提升发电机组用发动机的抗干扰能力,增强其竞争优势,从发动机转速控制角度设计一种基于扩张状态观测器变结构自抗扰控制器,来满足发电机组非线性、时变的工作特性。通过试验验证其设计的自抗扰控制算法与传统PID控制算法对发动机转速的控制效果。试验结果表明:发动机转速自抗扰控制算法能够满足发电机组稳态及动态频率特性需求,相对传统控制在抗扰性能上有所提高,满足跟踪需求。     

一种提高转矩控制系统性能的新型控制器

在传统异步电机转矩控制策略的基础上,将自抗扰控制器 (ADRC) 的核心环节--扩张的状态观测器 (ESO)引入速度环调节器,构造了一种基于ESO的新型控制器.建立了常规转矩控制系统和采用新型控制器转矩控制系统的仿真模型,并对仿真结果进行分析比较.仿真结果表明,采用新型控制器能有效改善直接转矩控制系统的性能,提高了系统运行的可靠性.新型控制器结构简单,易于实现.     

基于死区补偿的电液位置伺服系统自抗扰控制

针对电液位置伺服控制系统的比例阀死区、参数不确定及外部未知扰动等问题,设计了由自抗扰控制器与死区逆补偿构成的串联控制器.首先基于实验辨识构造死区逆模型对死区进行预补偿,然后根据系统特性设计了一阶自抗扰控制器,构造改进的扩张状态观测器对"总扰动"进行实时估计,并通过非线性控制律给予主动补偿.联合仿真与试验结果表明,所提出...     

磁悬浮系统的积分滑模自抗扰控制

针对磁悬浮系统存在着非线性、时滞和易受到其它不确定性因素干扰的问题,首先建立了单自由度的磁悬浮系统模型,提出一种基于积分滑模自抗扰的位置控制算法。算法利用扩张状态观测器对悬浮球的位置和未知干扰进行估计,再将估计的位置信息和干扰项用于控制的反馈和控制量的补偿。将积分滑模控制引入到非线性状态误差反馈控制律中,设计了积分滑模自抗扰控制器,并根据Lyapunov理论对控制系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明,所设计的积分滑模ADRC控制器实现了对磁悬浮球的位置控制,对系统存在的内外扰动和不确定性具有较强的鲁棒性,同时能对设定位置信息进行跟踪,并有较好的动态特性。     

汽车主动前轮转向的自抗扰控制器设计

传统转向系统对驾驶员误操作不能予以纠正,在驾驶过程中驾驶员需不断修正方向以消除外界或内部对车辆的扰动;主动前轮转向系统产生独立于驾驶员的附加前轮转角,改变车辆的横向受力状态克服传统转向系统不足。提出采用自抗扰技术的汽车主动前轮转向系统,根据系统的输入和输出动态跟踪理想参考横摆角速度,使车辆在横摆角速度安全裕度内运行。在MATLAB中实现了自抗扰控制器算法,控制CarSim车辆模型进行直线行驶抗扰试验和双移线试验,研究了自抗扰控制转向系统的抗扰动性能、路径跟踪性能以及对参数变化的鲁棒性,并与PID控制试验结果进行对比。试验结果表明,自抗扰控制的主动前轮转向系统改善了车辆操纵稳定性,具有抗干扰能力强、路径跟踪性能良好和鲁棒性强等优点,且各项性能优于PID控制器。     

全向移动机器人的自抗扰轨迹跟踪控制

针对4-Mecanum轮全向移动机器人轨迹跟踪问题,设计了一种自抗扰控制器。首先对机器人的运动学与动力学模型进行分析;其次由反步法设计运动学控制器,并根据机器人在运动过程中受到未知干扰的现象,设计了改进的扩张状态观测器和动力学控制器;最后在不同扰动的作用下进行仿真。对比结果表明该控制器跟踪误差小,收敛速度快,观测器能够快速准确地估计出不确定因素对机器人的扰动并进行实时补偿,验证了该控制器具有较好的抗干扰性和鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的电液力伺服加载系统

在航空关节轴承疲劳寿命及性能评价试验中,采用电液力伺服加载控制系统来模拟关节轴承在工作中所承受的真实运动和载荷。传统PID控制技术在工程实际中大量应用,但其具有对于复杂系统控制精度减低及对环境变化的适应能力不足的缺点,因此无法满足试验机在复杂条件下受力载荷的高性能受力要求。引入自抗扰控制器(ADRC),评估系统的状态信息和扰动信息,解决在极端条件、无扰动数学模型下对动态载荷谱加载的精确控制问题。通过仿真与实验证明:在外部条件相同的情况下,自抗扰控制器在电液力伺服加载系统中的控制效果优于PID控制,系统的响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性显著提高。     

多色套准系统前馈自抗扰控制器设计

针对无轴传动凹印机对多色套准控制系统高精度和高稳定性的要求,提出了一种基于自抗扰控制(Active disturbance rejection control,ADRC)技术设计前馈控制器的方法。根据套准系统的工作机理,建立了多色套准系统的非线性耦合数学模型,并利用一阶泰勒公式对其进行了线性化。为了满足高速、高精度套准控制的要求,以建立的四色套准系统线性模型为基础,利用前馈和ADRC控制技术设计了套准系统前馈ADRC控制器,一方面采用前馈控制对各套准误差的已知干扰进行前馈补偿,另一方面采用ADRC对套准系统输入进行调节并对未知干扰进行主动估计和补偿。仿真结果表明,所设计的多色套准系统控制器有效地抑制了各种干扰对套准误差的影响,实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

基于自抗扰方法的机电作动系统位置控制器设计

针对机电作动器中存在的非线性、多变量、强耦合等问题,利用自抗扰控制方法设计了一种位置伺服控制器。介绍了机电作动器的动力学模型,在控制器设计过程中将负载变化和未知时变扰动视为综合总扰动,并利用扩张状态观测器对综合扰动进行观测并给予补偿。数值仿真结果表明,提出的控制器具有较强的鲁棒性,能满足系统对快速性和准确性的要求,而且能够有效抑制负载变化和不确定性扰动。     

冷连轧机液压系统的H∞混合灵敏度鲁棒控制器设计

以双机架可逆冷连轧机液压APC(Automatic Position Control———位置自动控制)系统为研究对象,建立了相应的轧机液压APC系统的数学模型。采用鲁棒H∞控制的设计方法对参数摄动等的不确定性进行了仿真,结果表明所设计的H∞控制器具有良好的跟踪特性和对参数摄动的鲁棒性。     

线性自抗扰气缸位置伺服控制研究

针对气动伺服系统复杂的非线性问题,提出了一种线性自抗扰控制策略对气动伺服系统进行位置控制。利用线性自抗扰控制器不依赖于被控对象精确数学模型的特点,解决被控气动系统内外各种不确定性,设计了线性扩张状态观测器来估计和补偿系统的全部干扰,同时给出了线性状态误差反馈控制器来保证系统的闭环响应性能。证明了线性扩张状态观测器的收敛性和闭环系统的镇定性。应用线性自抗扰控制策略与PID控制策略在气缸伺服系统中进行实验、比较,实验结果表明所设计的线性自抗扰控制器具有良好的控制效果。     

轧机液压压下电液伺服控制系统设计

轧机液压压下系统是具有高技术装备的高性能、大功率电液伺服控制系统。该文就轧机液压压下控制系统的总体结构设计、液压系统设计、Level Ⅰ与LevelⅡ控制系统设计等基本问题进行了阐述。     

轧机液压位置控制系统分析与设计

以单机架可逆冷精轧机作为研究对象,对轧机的液压压下位置控制系统(APC)和控制原理进行了全面的分析和研究,提出了APC系统的软硬件设计方案,进一步提高了设备的运行保障水平.     

含有测量时延摄动的冷轧机厚控系统控制器设计

针对冷带轧机液压厚控(Hydraulic automatic gauge control, HAGC)系统中带材厚度输出存在测量时延摄动以及系统存在不确定性的情况,提出一种新的控制器设计策略,以提高实际工作中冷带轧机板带材的板厚精度。基于轧机液压厚控系统各环节的方程式,给出具有测量时延摄动和不确定项的数学模型,并将该测量时延转化为时变输入时延考虑,建立最终的HAGC系统模型。针对该模型设计一种新的控制器,并利用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制器进行严格的理论证明,得出系统的指数稳定性。针对1700单机架轧机进行Matlab仿真,将所提出的控制器与传统比例积分微分(Proportional integral derivative, PID)控制器的仿真结果进行对比,说明了该控制方法能够克服时延及不确定性的影响,比传统的PID控制器具有更加良好的效果,进一步验证了控制器的有效性和优越性。     

轧机液压系统的安装与调试

分系统介绍了轧机液压系统的安装与调试,阐述了安装与调试的重要性,对液压系统的现场施工有一定的借鉴作用。