微分估計器與控制器的研究及應用.pdf

1、本論文研究內容"微分估計器與控制器的研究及應用"是天津市高等學?？萍及l(fā)展基金項目"智能估計器和控制器及其在變頻交流調速系統中的應用"的一個子項目.論述了經典微分器的估計精度、抗干擾能力、濾波特性,并通過MATLAB仿真說明了經典微分器存在的問題.分析了傳統PID控制的結構和優(yōu)、缺點.目前,PID控制或智能PID控制在工業(yè)控制過程中得到廣泛的應用.PID控制通過考慮設定輸入與閉環(huán)系統的輸出之間誤差的微分使系統達到期望的動態(tài)行為,其控制律是

2、基于誤差和誤差微分的函數.但PID控制器僅涉及到誤差一階微分,卻未涉及到誤差的二階以及高階微分,因此PID控制器不能完全刻畫系統的動態(tài)行為.通常實際被控對象是高階非線性不確定系統,用逆系統的觀點,控制器也應是輸入、輸出及其微分和高階微分的函數,故僅含有信號及其一階微分是不夠的.高階微分反饋控制不依賴系統模型,其控制目標是系統輸出及其微分和高階微分分別逼近設定輸入及其微分和高階微分,極大地提高了控制品質.基于這種思想,設計出一種高階微分器

3、(high order differentiator——HOD),其優(yōu)點是能高品質地提取量測信號的微分和高階微分,具有較好的抗高頻干擾的能力和很高的估計精度,參數少,容易調節(jié).此外,對帶有未知擾動、模型未知的非線性SISO系統設計了基于HOD的高階微分反饋自適應控制器(high order differentials feedbackadaptive controller—HODFC),并給出了閉環(huán)系統穩(wěn)定性和魯棒性分析.同時,介紹了微