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《江南大学》 2011年
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自抗扰控制器及其应用研究

苏思贤  
【摘要】:在对经典PID和现代控制理论长期深入研究的基础上,韩京清研究员提出的自抗扰控制技术具有算法简单、易于实现、精度高、抗干扰能力强等特点。本文主要研究自抗扰控制算法在高阶、非线性、耦合系统中的应用。具体研究工作如下: 1、针对一类参数未知、高阶定常系统的控制问题,提出了在特征模型基础上,用低阶时变差分方程来代替实际的对象特性,应用串联型扩张状态观测器估计出系统各阶状态和总扰动后,采用带遗忘因子的最小二乘算法估计该差分方程参数。稳态时该特征模型与高阶对象的输出保持一致,从而可以进一步按照特征模型,基于估计的系统总扰动设计控制器。 2、针对一类多变量系统控制中的耦合问题,提出了一种基于自抗扰技术的非线性动态解耦控制方法。该方法不依赖于系统的精确数学模型,分别在控制端的耦合矩阵部分已知和未知的情形下,在局部静态解耦的基础上,将各子系统的模型摄动、外扰和包括输入变量相互作用在内的动态耦合视为各通道上的扰动总和,通过引入虚拟控制和状态量,设计扩张状态观测器估计总扰动并进行反馈补偿,进而再对各解耦子对象分别设计非线性单输入单输出自抗扰控制器以保证闭环系统稳定。 3、针对自抗扰控制器可调参数多且不易整定的问题,提出了一种基于RBF神经网络在线辨识的单神经元自抗扰控制来改进常规的自抗扰控制性能。在该控制系统结构中,采用RBF神经网络辨识器实现被控对象的Jacobian矩阵信息的在线辨识,获得自抗扰参数在线调整信息,并由单神经元自抗扰控制器完成控制器参数的在线自整定,实现系统的智能控制。 4、针对连续搅拌反应釜系统(CSTR)大滞后,大惯性以及动态特性随工况不确定性变化的特点,提出不依赖于精确CSTR模型的离散自抗扰控制方案。采用西门子新一代工业可编程控制器—SIMATIC PCS7,在多功能过程与控制系统的CSTR实验仿真对象上实现了温度的稳定控制。试验结果表明,用ADRC技术建立的连续搅拌反应釜控制系统对被控对象模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,动态性能良好。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP273

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 任修孟;数控加工中心龙门悬浮气隙的自抗扰控制研究[D];沈阳工业大学;2012年
2 贾宁波;自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制系统中的应用[D];华北电力大学;2012年
3 卢志辉;湿法烟气脱硫系统PH值自抗扰控制器设计[D];北方工业大学;2013年
4 刘翔;舰载光电跟踪视轴稳定技术[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 老大中,刘艳芬,李东海,唐多元;基于Monte-Carlo方法的自抗扰控制系统优化设计[J];北京理工大学学报;2004年03期
4 张静;裴雪红;;基于RBF在线辨识的PID整定[J];电机与控制学报;2009年S1期
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3 陈斌斌;自抗扰控制器在温控系统中的实用化研究及应用[D];山东大学;2008年
4 蔡鹏;基于自抗扰的无刷直流电机控制方法的研究及仿真[D];中国海洋大学;2009年
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【共引文献】
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3 沈亚斌;赵涛;陈桂;;过程控制系统课程教学改革的探索与实践[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年06期
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7 徐少川;王琳琳;;基于单神经元自适应PID的煤气混合解耦控制[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
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9 郭涛;王巍;;自适应控制方法研究与发展[J];安阳师范学院学报;2009年05期
10 张伟;宋章启;阳明晔;陈宇中;;基于光纤陀螺的通用角位移反馈控制传感器[J];半导体光电;2010年01期
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1 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;A Self-optimal Fuzzy Logic Controller Based on Association Rules Mining to Ball Mill Pulverizing System[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 刘志刚;李世华;;永磁同步电机的二阶自抗扰控制算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 阮久宏;荣学文;吴三友;;凿岩机器人液压系统ADRC控制器设计与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 李云;薛松;龙志强;;基于跟踪微分器的磁浮列车悬浮系统传感器主动容错控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 王旭光;孙衢;;基于模糊免疫控制的PI调速器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 龙志强;李云;王旭;;基于自抗扰控制的磁浮列车自动驾驶算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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1 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
2 万宇宾;交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
3 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
4 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
5 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
6 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
7 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
8 杨建强;四频差动激光陀螺相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年
10 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
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1 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
2 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
3 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
4 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
5 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
6 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
7 商亮亮;先进PID算法研究及其在开口闪点仪温控系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
8 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
9 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
10 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 老大中,刘艳芬,李东海,唐多元;基于Monte-Carlo方法的自抗扰控制系统优化设计[J];北京理工大学学报;2004年03期
2 王晓东;董新民;姚崇;;基于xPC的飞行控制系统半实物仿真设计[J];传感器与微系统;2011年02期
3 段齐骏,邱亚锋,张福祥;舰载武器装备发射精度与载体运动关系研究[J];弹道学报;2000年02期
4 胡浩军;毛耀;马佳光;包启亮;任戈;;稳定平台对基座角速率扰动的抑制能力[J];电机与控制学报;2007年01期
5 杨向忠;安锦文;崔文革;;嵌入式自动代码生成技术应用研究[J];弹箭与制导学报;2008年03期
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7 刘向东;;模糊PID在湿法脱硫pH控制中的应用[J];电力环境保护;2009年03期
8 王兵树;管志敏;林永君;魏文超;;基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定[J];电力系统自动化;2008年21期
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10 苏杰;张兰珍;李向菊;;自抗扰控制器的分析及应用[J];仪器仪表用户;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 蔡立华;基于陀螺的舰载光电经纬仪视轴稳定技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
4 胡浩军;运动平台捕获、跟踪与瞄准系统视轴稳定技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 马洁;船舶运动姿态预报与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 姬伟;陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D];东南大学;2006年
7 管志敏;自抗扰控制技术在大型火电机组控制系统中的应用研究[D];华北电力大学(北京);2010年
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1 李鹏;循环流化床脱硫系统的自抗扰控制[D];华北电力大学(北京);2011年
2 于晓涛;捷联稳定吊舱控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 邹东明;应用压电陀螺的舰载电视跟踪仪视轴稳定问题研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
4 高峰;先进控制策略在循环流化床控制中的应用[D];华北电力大学(河北);2004年
5 包启亮;光电跟踪系统高精度控制技术[D];电子科技大学;2004年
6 席学军;循环流化床锅炉燃烧系统的自抗扰控制研究[D];清华大学;2004年
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9 朱丽玲;基于自抗扰技术的主汽温控制策略研究[D];华北电力大学(河北);2006年
10 陈慧;基于神经网络的励磁系统自抗扰控制研究[D];西安理工大学;2006年
【二级参考文献】
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3 老大中,刘艳芬,李东海,唐多元;基于Monte-Carlo方法的自抗扰控制系统优化设计[J];北京理工大学学报;2004年03期
4 林永屹;杜佳璐;牛杰;;基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒非线性控制器设计[J];船舶工程;2007年01期
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1 张新华;四电机分部传动粗纱机的计算机控制系统研究[D];浙江大学;2003年
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3 郭旭;全方位移动机器人的运动预测控制[D];浙江大学;2006年
4 张鼎;基于扩张状态观测器和非线性PID的数字式悬浮控制系统研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 李剑锋;常导高速磁浮列车搭接结构的悬浮控制技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 陈文文;船舶航向非线性系统自抗扰控制器的仿真研究[D];山东大学;2008年
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10 高龙,韩俊生,李崇坚,李发海;非线性鲁棒自抗扰控制器在电力系统中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2000年03期
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1 贾冬;赵江波;王军政;任广通;;结晶器振动电液伺服系统的自抗扰控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
2 王清;宋年年;王佳庆;姚菁;;优化自抗扰控制器在主汽温控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 钟庆;吴捷;;并联型有源滤波器中的自抗扰控制器[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
4 张国柱;陈杰;李志平;;一种直线电机伺服系统自抗扰控制器的设计方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 苏思贤;杨慧中;;一种基于RBF在线辨识的单神经元自抗扰控制器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 张荣;韩京清;;BP神经网络在自抗扰控制器中的应用[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
7 熊治国;孙秀霞;胡孟权;;自抗扰控制器在大包线飞行控制中的应用[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
8 韩京清;张文革;高志强;;模型配置自抗扰控制器[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
9 康忠健;王清伟;徐丽;;基于遗传算法整定的高压直流输电系统整流器定电流自抗扰控制器设计[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
10 周力军;韩京清;;不确定系统在线自寻最优点的一种新途径[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
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1 记者 刘宇雄;大力发展种植-养殖耦合系统[N];广东科技报;2011年
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3 李忠祥;并行耦合系统——承载集中式业务系统运行使命[N];中国城乡金融报;2006年
4 本报记者 宋晓霞;我省“数字农业”研究有了突破性进展[N];河南科技报;2005年
5 记者 蒲飞;黄委专题研究黄河流域水资源与经济社会协调发展模型[N];黄河报;2009年
6 向红;农行数据集中工程取得新突破[N];中国城乡金融报;2005年
7 朱鹤健;农业系统耦合:提高农业综合生产能力[N];福建日报;2005年
8 祝杰 张永 魏向阳;耦合:防洪调度显威力[N];黄河报;2005年
9 庄秀丽;整体的哲学[N];经济观察报;2004年
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1 孙明革;基于现场总线的自抗扰控制器研究[D];吉林大学;2010年
2 杨永刚;6-PRRS并联机器人关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
3 苏玉鑫;大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制[D];西安电子科技大学;2002年
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5 粟梅;矩阵变换器—异步电动机高性能调速系统控制策略研究[D];中南大学;2005年
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7 郝颖;动力调谐陀螺仪的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 曲永印;异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究[D];东华大学;2006年
9 王宇航;基于ADRC的直接侧向力/气动力复合控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 李乔;并联型混合有源电力滤波器的自抗扰与H_∞鲁棒控制[D];华南理工大学;2005年
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1 苏思贤;自抗扰控制器及其应用研究[D];江南大学;2011年
2 侯伟;基于自抗扰控制器的惯性平台位姿控制研究[D];燕山大学;2012年
3 杨浩;自抗扰控制器在抄纸过程中的仿真研究[D];陕西科技大学;2013年
4 武雷;自抗扰控制器参数自学习算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2013年
5 黄健;船舶航行自抗扰控制器的研究与实现[D];华南理工大学;2010年
6 贾宁波;自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制系统中的应用[D];华北电力大学;2012年
7 赵海香;自抗扰控制器的优化设计与应用[D];哈尔滨工业大学;2013年
8 贺庆;四容水箱的自抗扰控制器设计[D];北方工业大学;2013年
9 郝靖宇;自抗扰控制器的免疫遗传算法优化及其应用研究[D];河北大学;2011年
10 王辰昱;自抗扰控制器的参数整定及应用[D];华北电力大学(河北);2010年
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