骆鹤松 沈汉林 武晓峰

（1.兰州理工大学技术工程学院 兰州 730050）（2.兰州理工大学电气工程与信息工程学院 兰州 730050）（3.陕西黄河集团有限公司 西安 710032）

1 引言

随着科技的发展，国家的强盛，人们对文化追求和生活质量有了更高的要求，现代舞台设备越来越多，舞台设备的控制越来越复杂。舞台设备主要包括：舞台吊杆、舞台防火幕、大幕、假台口、灯光吊笼、银幕架、二道幕机、单点吊机和飞行机构等［1～2］，这些设备主要是通过电机控制。而传统的舞台控制系统应用PID 控制器，该控制器结构简单、稳定性好、整定方便，是模拟控制系统中技术最成熟、应用最为广泛的一种控制方式。但舞台设备控制系统是一个非线性、时变复杂系统，在这种情况下PID 控制的效果不理想，出现了控制精度不高，调节时间过长，超调过大等问题，轻则影响舞台演出效果，重则出现舞台事故，甚至危机到生命安全。自抗扰控制［3～7］是韩京清结合现代控制理论和经典调节理论提出的一种控制方法，采取了PID 基于误差反馈控制的核心理念。在系统大误差产生之前就通过输入输出信号经扩张状态观测器将造成误差的“总扰”信息提取出来，并据此对控制信号进行实时补偿［8～10］，相比传统的PID 控制器“基于误差消除误差”，基于自抗扰控制器的系统有更好的鲁棒性和抗扰性。因此将自抗扰控制器引入到舞台设备远程控制系统中，对于提高舞台设备控制精度和对舞台安全方面具有重要意义。

2 系统功能结构

2.1 系统总体结构

系统的总体结构分为三层，包括设备层、数据传输层、应用层。……