周 涛,吴雄林

(洛阳师范学院物理与电子信息学院,河南洛阳 471934)

1 引言

机器人、数控机床、光电稳定平台伺服系统等许多机电系统都可以简化为一个二阶系统,但是由于机电系统的实际建模通常存在一些误差,主要包括模型参数时变和误差、系统的未建模动态以及外部扰动,这些不确定性和扰动会影响系统的实际输出,从而造成控制系统性能下降,甚至造成系统发散.目前,在许多工业应用场合,传统比例积分微分(proportional integral derivative,PID)对存在较大扰动的对象控制效果较差.在一些要求高精度和快速响应的应用领域,PID无法满足高性能控制系统指标的要求.

因此,如何消除被控对象不确定性和扰动的影响,成为控制系统设计者需要解决的首要问题[1].其中,应用扰动观测器补偿是一种重要的方法,通过扰动观测器实时估计系统的扰动量,然后在控制律中进行补偿.在这种方法中,提高扰动观测器的估计精度和实时性至关重要.

在20世纪90年代初,韩京清研究员提出了自抗扰控制技术,近30年来,其工程应用和理论研究不断发展[2].自抗扰控制具有抗扰性能好、鲁棒性强、精度高等优点.目前,已应用于电机控制、火力发电、化工石化、航空航天等控制领域,取得了良好的控制效果,具有较高工程应用价值[1-3].高志强教授将线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的主要参数分别对应为控制器带宽ωc和观测器带宽ω0,减少了整定参数的数量[4].由于线性自抗扰控制参数调整比较方便,在越……