基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略
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基于自抗扰控制器的力矩电机伺服系统控制刘洋(桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西桂林541004)摘要:自抗扰控制器能将被控对象的内、外“总扰动”进行估计并用前馈补偿的方法将其抵消,适于力矩电机因直接驱动所带来干扰的补偿与控制。
针对测量噪声对线性自抗扰控制器观测器带宽的限制,提出了二阶线性自抗扰的相似结构(SLADRC),并结合三阶积分链式微分器对其效果进行了对比仿真验证。
力矩电机的仿真控制实验表明,与二阶线性自抗扰算法相比,基于相似结构的改进的力矩电机控制,能在有测量噪声情况下兼顾系统跟踪精度、突加负载时抗扰动性与抗噪性。
关键词:力矩电机;线性自抗扰控制器;测量噪声;扩张状态观测器Performance Analysis and Improvement on LADRC inDirect Drive TorqueMotor Servo SystemLIU Yang(School of Electronic Engineering and Automation,Guilin University of Electronic Technology,Guilin541004,China)Abstruct: Active disturbance rejection controller(ADRC) have the ability to estimate “total disturbance” of the plant including the internal and external disturbance,and the estimation can offset the total disturbance through the method of feedforward.ADRC is appropriatefor the anti-disturbance requirement of direct drive torque motor servo system.For the observer bandwidth limit caused by measurement noise,a similar linear auto disturbance rejection controller(SLADRC) is proposed.We carried out some simulation contrasts to verify the the algorithm combined with third-order integral chained differentiator subsequently.Results of control simulation experiment of torque motor show that,compared with Second-order LADRC, the improved control of torque motor based on the similar structure,was able to balance the tracking precision of the system, load disturbance and noise tolerance under the circumstance of measurement noise.Keywords:torque motor;LADRC;measurement noise;ESO1 引言力矩电机具有堵转力矩大、空载转速低、过载能力强的特点,适合应用于直接驱动负载的场合。
Voe. 54. No. 5May.2021第54卷第5期2021年 5月微电机MI/ROMOTORS模糊PID 复合控制在某武器装备负载模拟器中的应用高子龙,张林梅,刘丽龙,曹 杰,李绍隆(上海机电工程研究所,上海201109)摘要:为提高某武器装备随动控制系统的加载精度,针对在力矩加载时,随动负载模拟器将会受到齿轮空回、间隙、局部摩擦、弹塑性变形 矩 动的影响,对 器的 成、工作原理 学模型进行分析,再将 出力矩 函 推导,并将灰预测 控制器中。
真果表明:型控制策度响 、跟 、无 等 ,具有 强的 , PID 控制,满 武器装 精度的随动控制跟踪要求%关键词:随动系统;模型建立;模糊PID ;跟踪精度;仿真中图分类号:TP275文献标志码:A文章编号:1001预848 (2021 )050110-5ResearcC on tie Application of Fuzzy PID Compound Controi c tie LoadSimulator of tie Servo System for a Weapon EquipmertGAO Zilong , ZHANG Linmei , LIU Lilong , CAO Jie , LI Shaolong(Shanghai Electro-mechanical Engineering /加—曲*, Shanghai 201109, China )Abstract : In order to inipoyo the loading accuracy of the seoo contoi system of a weapon equipment ,the sysiem composoioon , wookongpooncopeeand maihemaiocaemodeeooiheeoad s omu ea io owe oe ana eyyed , and iheniheouipuiiooqueioansoeoouncioon wasdeduced , and ihegoeypoedocioon wasmadeou y measuoemeniwas appeoed ioiheconioo e o.Thesomueaioon oesueisshowihaiihecomposoieconiooesioaiegyhasihechaoacieoos-iocsoooasioesponse , accuoaieioackong , nooeeoshooi , sioongoobusine s , supeooooioiheioadoioonaePDDcon- iooe , and can meeiiheioackongoequooemenisoohogh-poecosoon oo e o w-up coniooeoooweapon equopmeni.Key worps : seoo system ; model establishment ; fuzzy PID ; tracking accuracy ; simulatioBo 引言随 国国防的飞展,各型武器装备代,大武器装部队,产的越来越,控制的难度也越来越大,且对被控对象的控制要求也越来越高, 对控制策略的要求也相应提高[1]%为了 武器装备随动控制系统的稳定性、响加载精度,可通过器 随动控制 的相关指标,以很多专家学者对随动控制器 研究部矩加载时,随动控制负器齿轮空回、间隙、局部摩擦、弹塑性变形和干扰力矩动的影响,加 出的力矩跟踪精度不能满足武器装备的高精度要求%(3 ] 了 序次规划法对飞行器尾舵的控制算法化,对控制 的过:力控制 研究; [4 ]对将巴混敏度的控制方法 临近空间飞行器控制器 '研究;文献[5]设计了一种PID 参数自整定加BP 神经网络的控制方法了飞行器舵机的控制;文献[6]通过在电液器上将PID. 控制器 研究; [7 ] 电液 器上对矩控制器研究。
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020030120前馈反馈Smith 预估模糊PID 组合温度控制算法张 皓1,2, 高瑜翔1,2(1. 成都信息工程大学通信工程学院,四川 成都 610225; 2. 气象信息与信号处理四川省高校重点实验室,四川 成都 610225)e −τs σ摘 要: 针对单纯反馈与传统PID 算法的温度控制系统存在调节时间较长、超调量大、参数调整繁琐、干扰影响严重、闭环稳定性差的问题。
利用前馈控制原理,将干扰测量出来并通过前馈控制器,调节控制量大小,消除干扰影响。
引入Smith 预估补偿器,抵消特征方程中的滞后项,保证大滞后系统的闭环稳定性。
结合模糊PID 算法,实现参数自整定,降低超调量,减少调节时间。
使用Matlab 中的Simulink 工具箱进行仿真验证后结果表明:前馈反馈Smith 预估模糊PID 组合控制算法不仅消除干扰的影响,还保证大滞后系统的闭环稳定性,使超调量降为0,调节时间t s 减少518.02 s 、上升时间t r 减少90.43 s 、延迟时间t d 减少9.6 s ,使整个系统的响应速度更快,稳定性更强。
关键词: 前馈控制; Smith 预估; 模糊PID 中图分类号: TP273+.3;TP273+.4文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2020)11–0132–07Temperature control algorithm combined the feedforward feedback withSmith predictor and fuzzy PIDZHANG Hao 1,2, GAO Yuxiang 1,2(1. College of Communication Engineering, Chengdu University of Information Technology,Chengdu 610225, China; 2. Meteorological Information and Signal Processing KeyLaboratory of Sichuan Education Institutes, Chengdu 610225, China)Abstract : Traditionally, the temperature control system uses a classic PID control algorithm which requires complicated parameter adjustment process and long adjustment time. It also holds the limitation of large overshoot, severe interference effects, and poor closed-loop stability. One approach to solving these problems is to utilize feedforward control and predictive compensator to compensate for the disturbance and eliminate control lagging. In this research work, the Smith predictive compensator was introduced to cancel the lag term in the characteristic equation to ensure the closed-loop stability of the large lag system. Meanwhile, combined with the fuzzy PID algorithm, it can not only realize parameter self-tuning but also reduce overshoot and adjustment time. The simulation results using Simulink toolbox in Matlab show that the feedforward feedback Smith predictive fuzzy PID combination control algorithm eliminates the influence of interference, and ensures the closed-loop stability of the large lag system, reducing the overshoot to 0, the adjustment time is reduced by 518.02 s, the rise time is reduced by 90.43 s, and the delay time is reduced by 9.6 s so that the response speed收稿日期: 2020-03-26;收到修改稿日期: 2020-04-24作者简介: 张 皓(1992-),男,四川雅安市人,硕士研究生,专业方向为先进控制与智能控制理论、嵌入式物联网技术。
受扰MIMO系统的前馈-PID最优扰动抑制控制高德欣;杜厚朋【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2011(038)002【摘要】通过对基于时域状态空间描述的MIMO系统最优扰动抑制控制算法和基于输出反馈的频域PID控制算法的对比分析,设计出系统的最优PID动态补偿网络,实现最优扰动抑制控制.仿真结果表明,该方法对于外部持续扰动具有较强的鲁棒性.%By contrastive analysis of optimal disturbance rejection control algorithm of MIMO systems based on time-domain state-space representatin and of the PID-control algorithm based on frequency-domain output feedback, the system's optimal PID dynamic compensating network was designed to achieve optimal disturbances rejection. Simulation results show that this method has strong robust against external persistent disturbances.【总页数】5页(P134-137,161)【作者】高德欣;杜厚朋【作者单位】青岛科技大学自动化与电子工程学院,山东青岛,266042;江南大学通信与控制工程学院,江苏无锡,214122;青岛科技大学自动化与电子工程学院,山东青岛,266042【正文语种】中文【中图分类】TP13【相关文献】1.受扰线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制 [J], 唐功友;张宝琳;王海红2.受扰非线性离散系统的前馈反馈最优控制 [J], 唐功友;张宝琳3.受扰欠驱动自主水下航行器的最优扰动抑制控制 [J], 杨清;宿浩;唐功友4.受扰线性系统的前馈-反馈最优控制 [J], 唐功友;张颖璐5.含有状态时滞的受扰线性离散系统前馈-反馈最优控制 [J], 赵艳东;刘尚麟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。