自抗扰控制器及其应用

自抗扰控制器是自动检测系统的模型和外扰实时作用并予以补偿的新型控制器。介绍了自抗扰控制器对时变系统，多变量系统，最小相位系统等不同对象的使用方法。     

BP神经网络自抗扰控制器在套印系统中的应用

针对凹版印刷机套印纠偏系统参数变化范围大的特点,将神经网络嵌入到自抗扰控制器中,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于凹版印刷机套印纠偏系统的控制中。对该控制器的结构及应用神经网络的训练样本、方法进行了分析和讨论。并得出了有益的结论。仿真结果表明,应用基于神经网络的自抗扰控制器较单一的自抗扰控制器具有参数适应性更大、动态特征更好等优点。     

自抗扰控制器应用分析

首先简单介绍了自抗扰控制器，然后与自PID控制器进行比较，说明自抗扰控制器的优越性。通过实际应用自抗扰控制器，将遇到的问题进行了分析，并且给出了解决办法，其中有的问题给出了新的解决办法与原先方法的仿真对比。     

自抗扰控制在陀螺伺服稳定系统中的应用

为了克服传统设计方法在抗干扰性和鲁棒性上的不足,在陀螺伺服稳定系统中引入了自抗扰控制方法。建立受控陀螺伺服稳定系统位置环伺服回路的数学模型,并介绍具有非线性结构的自抗扰控制器（ADRC）的基本理论。根据系统的动态指标要求,设计伺服回路的自抗扰控制器。     

自抗扰控制器在人工气候箱中的应用

人工气候箱作为非线性耦合滞后系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,设计人工气候箱的自抗扰控制方案。论述以MSP430单片机为核心控制器的硬件实现方法,并进行控制算法的仿真。实验结果表明,自抗扰控制器对人工气候箱的大迟延,大惯性和不确定性具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能,能比较精确控制系统的温湿度。     

气动加载系统的积分型线性自抗扰控制

气动加载系统是复杂的非线性时变系统,可变参数和不确定性比较多,本文采用积分型线性自抗扰控制器(I--LADRC)对气动加载系统进行控制.自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)结构简单,不依赖于被控对象精确的数学模型,可以很好补偿被控系统内外各种不确定性.加入积分环节用来弥补ADRC在时变系统控制中存在的不足.在采用VC++6.0的工控试验平台上,将I--LADRC应用于气动加载系统中,分别在加载压力为恒值、方波和正弦波时进行空载和加载实验,并将得到的实验结果与PID控制算法进行比较,实验结果表明该控制算法不仅响应速度快,精度高,并且还具有较强的鲁棒性,具有良好的工程应用前景.     

二阶自抗扰控制器的参数简化

为了克服PID控制器自身具有的缺陷，在PID的基础上提出了自抗扰控制器（ADRC）。该控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈三部分组成，其控制效果优于经典PID控制器，但是参数众多、调节复杂。通过线性简化和参数整合建立简化的线性自抗扰控制器。MATLAB仿真表明，简化的线性自抗扰控制器参数调节过程大大简化，而控制性能并未受到明显影响。     

自抗扰控制在永磁直线电机控制中的应用

针对在工业中广泛应用的PID控制器的特点及存在的问题做了分析,并介绍了自抗扰控制技术的原理、结构、以及控制器的设计.对一个永磁直线电机在考虑将电机耦合视为内扰及外部摩擦干扰情况下的具体实例给出了采用自抗扰控制技术的仿真结果.同时对简化的电机模型也给出了采用PID调节的仿真结果.结合仿真结果可以看到自抗扰控制器的抗干扰性和鲁棒性都优于经典PID控制器.     

自抗扰控制器在某型伺服跟踪装置中的应用

针对某型伺服跟踪装置对伺服系统跟踪精度高、跟踪速度快及稳定度高的要求以及跟踪装置伺服系统中运动控制卡和驱动器的模型难以建立等问题,本文给出了无模型控制方法-自抗扰控制器在某型伺服跟踪装置伺服控制系统中的设计方法,实现了对伺服控制系统的自抗扰控制.实际应用表明,这种自抗扰控制器不依赖于系统的精确模型,且抗扰性和鲁棒性均优于传统的PID控制器.本文的研究结果对自抗扰控制器应用于实际工程具有重要价值.     

自抗扰控制器在平面电机控制系统中的应用

针对平面电机调速系统在PID控制下控制性能差的问题,文章提出了自抗扰控制方案,在突加负载或扰动时,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制,解决了PID控制中产生的"快速性"与"超调量"之间的矛盾;文章详细描述了自抗扰控制器组成、平面电机速度控制器的搭建,最后在突加负载和摩擦力突变的情况下,通过比较自抗扰控制和PID控制,结果表明:自抗扰控制具有良好的动态性能和鲁棒性。     

自抗扰控制器在卷绕头速度控制中的应用

卷绕头要求恒张力恒线速度控制,采用可以代替经典PID控制器的自抗扰控制器,它不依赖于对象的精确模型就可以实现干扰补偿,仿真和实验结果表明,自抗扰控制器在整个卷绕过程中,具有良好的动态性能,且对负载及各种扰动都有非常好的鲁棒性。     

自抗扰控制器在卷绕头速度控制中的应用

卷绕头要求恒张力恒线速度控制,采用可以代替经典PID控制器的自抗扰控制器,它不依赖于对象的精确模型就可以实现干扰补偿,仿真和实验结果表明,自抗扰控制器在整个卷绕过程中,具有良好的动态性能,且对负载及各种扰动都有非常好的鲁棒性.     

自抗扰控制器在平台惯导系统动基座下初始对准应用

根据自抗扰控制器在时变系统、多变量系统中的使用方法的特点,将自抗扰控制技术应用于平台式惯性导航系统的初始对准,设计了一种在动基座下的快速对准方案.建立了系统的误差模型,深入研究了该对准方案的精度和速度,并与传统的卡尔曼滤波器进行仿真比较.仿真结果表明,自抗扰控制器克服了卡尔曼滤波技术使用条件的限制,在对于不确定性扰动影响的快速对准中取得了较好的效果,鲁棒性和抗干扰性都有较大提高.     

飞机俯仰运动自抗扰控制器设计

提出了利用自抗扰控制器在大包线范围内设计飞机俯仰运动控制器的新方法．利用二阶自抗扰控制器补偿系统模型扰动和外扰，实现了纵向运动俯仰角变量的跟踪控制．自抗扰控制器直接依据飞机的非线性模型，符合飞机动力学模型摄动大的特点，在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数，简化了飞行控制律的设计过程．大包线范围内的仿真结果表明，系统具有良好的动态和稳态性能，控制器具有很强的鲁棒性，为解决大包线范围内的飞行控制问题提供了一种有效的新途径．     

小波神经网络自抗扰控制器在水下机器人深度控制中的应用

本文主要实现对水下机器人的深度控制。针对BP神经网络的缺点,根据小波神经网络的优越性,设计小波神经网络自抗扰控制器。利用Matlab simulink对控制器进行仿真测试,表明该控制器控制效果良好,具有较高的鲁棒性。     

自抗扰控制器在超机动飞行快回路控制中的应用

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行快回路控制律的新方法．根据自抗扰控制器能够动态补偿系统模型扰动和外扰的特性,在超机动飞行的快回路中引入自抗扰控制器。实现了快变量的动态解耦控制．控制律设计直接依据超机动飞行的强耦合、强非线性模型。在较大的包线范围内不需要改变控制器参数．简化了设计过程．仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性．     

自抗扰控制器在AUV悬停定深控制的应用

针对传统控制方法在水下自主航行器(AUV)悬停定深控制中难以满足高精度快速性要求的问题,提出了将自抗扰控制应用到该系统中的方法;建立了在推进器停止工作状态下的悬停定深控制模型,介绍了一种自抗扰控制算法以及模型仿真方法,提出参数整定的一些经验结论,在此基础上对自抗扰控制算法与经典PID控制算法进行仿真比较,结果表明,自抗扰控制器在AUV悬停定深控制中超调量小,调节时间短,抗干扰能力强,并且在海况较复杂时能进行快速稳定调节,具有一定的实用性和推广价值。     

串联型扩张状态观测器构成的自抗扰控制器

利用自抗扰控制器控制ｍ阶对象,需要调整扩张状态观测器的ｍ＋１个参数。结构和参数相同的ｍ个二阶扩张状态观测器串联而成的串联型扩充状态观测器,具有ｍ＋１阶扩张状态观测器的功能。用其构成的自抗扰控制器参数易于调整,便于工程应用。     

一类高阶非线性系统的级联自抗扰控制

针对类似板球系统的一类高阶、强耦合、不确定非线性系统,利用backstepping算法的思想,提出以多个低阶自抗扰控制器级联实现控制的方法.通过各低阶自抗扰控制器的扩张状态观测器观测出各级对象的内外扰动,然后进行补偿,较好地解决了高阶非线性系统的不确定性、耦合性及干扰抑制问题.以板球系统的轨迹跟踪控制为例进行研究,所得结果表明,该方案适用于复杂高阶非线性级联系统的控制,具有良好的动态特性及鲁棒性.