一种闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本申请提供一种闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备，该方法包括：获取自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量和历史观测补偿量和当前被控量；根据自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定自抗扰控制器的当前控制量预期增量；按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据当前控制量预期增量和闭锁逻辑，确定自抗扰控制器的当前工作模式；其中，工作模式包括控制模式、闭锁增模式和闭锁减模式。上述方案提供的方法，通过按照自抗扰控制器的当前控制量预期增量和闭锁逻辑，实现了自抗扰控制器在控制模式与闭锁增减模式的自动平稳切换，提高了自抗扰控制器的控制性能。扰控制器的控制性能。扰控制器的控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备


[0001]本申请涉及自动化
，尤其涉及一种闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]自抗扰控制算法融合了传统PID控制和现代控制方法的优点，具有控制参数物理意义明确、抗扰性能力强和鲁棒性好的优点，在工业过程中显示出巨大的应用潜力。
[0003]在现有技术中，为了避免控制器陷入深度饱和状态，需要为自抗扰控制器设置闭锁增减功能。具体根据执行机构的有效工作范围或其他控制需求，设置闭锁增减触发信号，当触发信号有效时控制器处于闭锁增或闭锁减状态，控制器输出的控制量信号禁升或者禁降。
[0004]但是，如果仅以外部触发的闭锁增减信号作为工作模式判定条件，则一旦外部有闭锁增减信号时，控制器输出实际上处于双向冻结状态，合理的控制量信号无法输出，从而降低了自抗扰控制器的控制性能。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备，以解决现有技术降低了自抗扰控制器的控制性能等缺陷。
[0006]本申请第一个方面提供一种闭锁增减自抗扰控制方法，应用于带补偿结构的自抗扰控制器，所述方法包括：
[0007]获取所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量和历史观测补偿量和当前被控量；
[0008]根据所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定所述自抗扰控制器的当前控制量预期增量；
[0009]按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据所述当前控制量预期增量，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式；其中，所述工作模式包括控制模式、闭锁增模式和闭锁减模式。
[0010]可选的，所述根据所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定所述自抗扰控制器的当前控制量预期增量，包括：
[0011]根据如下公式计算所述自抗扰控制器的控制量预期增量：
[0012][0013]其中，u
f
(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的观测补偿量，r(
·
)表示设定值，y(k)表示k时刻的被控量，z1(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的第一扩张状态变量，z2(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的第二扩张状态变量，b0表示预设的第一控制强度系数，b0∈[0.5,+∞)，k
p
表示预设的第二控制强度系数，β1表示预设的第一计算参数，β2表示预设的第二计算参数，t表示计算周期。
[0014]可选的，所述按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据所述当前控制量预期增量，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式，包括：
[0015]根据如下闭锁增减触发逻辑，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式：
[0016][0017]其中，H(k)表示自抗扰控制器的控制量预期增量，BID(k)为0表示无闭锁信号，BID(k)为1表示有闭锁减信号，BID(k)为2表示有闭锁增信号，MODE(k)为1表示闭锁增模式，MODE(k)为2表示闭锁减模式，MODE(k)为0表示控制模式。
[0018]可选的，所述方法还包括：
[0019]获取所述自抗扰控制器的当前控制量和当前线性反馈值；
[0020]当所述自抗扰控制器的当前工作模式为控制模式时，根据当前线性反馈值，确定当前观测补偿量；
[0021]当所述自抗扰控制器的当前工作模式为闭锁增模式或闭锁减模式时，将所述自抗扰控制器的当前控制量，确定为当前观测补偿量。
[0022]可选的，所述当所述自抗扰控制器的当前工作模式为控制模式时，根据当前线性反馈值，确定当前观测补偿量，包括：
[0023]当所述自抗扰控制器的当前工作模式为控制模式时，根据如下公式计算观测补偿量：
[0024][0025]其中，u
f
(k)表示k时刻的观测补偿量，u
PD
(k)表示k时刻的线性反馈值，t表示计算周期，T0表示预设的补偿环节惯性时间常数，当控制过程的传递函数模型为K/(T*S+1)
n
时，补偿环节为1/(T0*S+1)
n
。
[0026]可选的，所述根据所述自抗扰控制器的当前工作模式、当前观测补偿量和当前被控量，更新所述自抗扰控制器的扩张状态变量，包括：
[0027]根据如下公式更新第一扩张状态变量：
[0028][0029]根据如下公式更新第二扩张状态变量：
[0030][0031]其中，z1(k)表示k时刻的第一扩张状态变量，z2(k)表示k时刻的第二扩张状态变量，MODE(k)＝1,2表示自抗扰控制器的当前工作模式为闭锁增模式或闭锁减模式，MODE(k)
＝0表示自抗扰控制器的当前工作模式为控制模式，y(k)表示k时刻的被控量，r(k)表示k时刻的设定值，b0表示预设的第一控制强度系数，k
p
表示预设的第二控制强度系数，β1表示预设的第一计算参数，β2表示预设的第二计算参数。
[0032]可选的，所述方法还包括：
[0033]获取所述自抗扰控制器的当前设定值；
[0034]根据更新后的第一扩张状态变量、更新后的第二扩张状态变量和所述当前设定值，更新线性反馈值。
[0035]本申请第二个方面提供一种闭锁增减自抗扰控制装置，应用于带补偿结构的自抗扰控制器，包括：
[0036]获取模块，用于获取所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量和历史观测补偿量和当前被控量；
[0037]确定模块，用于根据所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定所述自抗扰控制器的当前控制量预期增量；
[0038]控制模块，用于按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据所述当前控制量预期增量，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式；其中，所述工作模式包括控制模式、闭锁增模式和闭锁减模式。
[0039]本申请第三个方面提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；
[0040]所述存储器存储计算机执行指令；
[0041]所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。
[0042]本申请第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。
[0043]本申请技术方案，具有如下优点：
[0044]本申请提供的闭锁增减自抗扰控制方法、装置及电子设备，通过获取自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量和历史观测补偿量和当前被控量；根据自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定自抗扰控制器的当前控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭锁增减自抗扰控制方法，应用于带补偿结构的自抗扰控制器，其特征在于，所述方法包括：获取所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量和历史观测补偿量和当前被控量；根据所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定所述自抗扰控制器的当前控制量预期增量；按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据所述当前控制量预期增量，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式；其中，所述工作模式包括控制模式、闭锁增模式和闭锁减模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述自抗扰控制器的当前设定值、历史扩张状态变量、历史观测补偿量和当前被控量，确定所述自抗扰控制器的当前控制量预期增量，包括：根据如下公式计算所述自抗扰控制器的控制量预期增量：其中，u
f
(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的观测补偿量，r(
·
)表示设定值，y(k)表示k时刻的被控量，z1(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的第一扩张状态变量，z2(k
‑
1)表示k
‑
1时刻的第二扩张状态变量，b0表示预设的第一控制强度系数，k
p
表示预设的第二控制强度系数，β1表示预设的第一计算参数，β2表示预设的第二计算参数，t表示计算周期。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的闭锁增减触发逻辑，根据所述当前控制量预期增量，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式，包括：根据如下闭锁增减触发逻辑，确定所述自抗扰控制器的当前工作模式：其中，H(k)表示自抗扰控制器的控制量预期增量，BID(k)为0表示无闭锁信号，BID(k)为1表示有闭锁减信号，BID(k)为2表示有闭锁增信号，MODE(k)为1表示闭锁增模式，MODE(k)为2表示闭锁减模式，MODE(k)为0表示控制模式。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述自抗扰控制器的当前控制量和当前线性反馈值；当所述自抗扰控制器的当前工作模式为控制模式时，根据当前线性反馈值，确定当前观测补偿量；当所述自抗扰控制器的当前工作模式为闭锁增模式或闭锁减模式时，将所述自抗扰控制器的当前控制量，确定为当前观测补偿量；根据所述自抗扰控制器的当前工作模式、当前观测补偿量和当前被控量，更新所述自抗扰控制器的扩张状态变量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当所述自抗扰控制器的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佑，薛亚丽，李政，叶青，胡珺，颜纲要，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：