摘要
针对非线性不确定惯性串联系统的控制问题,提出了惯性串联型扩张状态观测器(Extended state observer,ESO),使其可直接对惯性串联系统的扩张状态进行估计,同时把被控对象的极点配置到期望位置,在此基础上提出了适合惯性串联系统的自抗扰控制(Active disturbance rejection control,ADRC)方法,该惯性串联型ADRC方法可以充分利用被控对象的已有知识.论文还给出了惯性串联型ADRC和基于扰动观测器(Disturbance observer,DOB)的控制方法之间的联系,指出它们具有相同的三自由度(three-degree of freedom control,3-DOF)控制系统结构和模块功能,都能实现对系统期望模型以外的总扰动进行估计和补偿.仿真结果表明,所提出的方法是有效的,惯性串联型ESO能实现系统总扰动的估计,惯性串联型ADRC能使系统输出能很好地跟踪系统参考输入.
For the control problem of nonlinear cascade inertia systems with uncertainties, an extended state observer （ESO） for cascade inertia systems is presented, which can directly estimate the extended state of the cascade inertia system and also arrange the poles of the controlled plant to the desired places. Based on this ESO, an active disturbance rejection control （ADRC） for cascade inertia systems is presented to take full advantage of the known knowledge of the controlled plant. This paper also gives the relationship of both ADRC for cascade inertia system and disturbance observer （DOB）-based control. The two control methods share the same control system architecture and modular functions of three-degree of freedom （3-DOF） and both can estimate and compensate the total disturbance excluding desired model. Simulation results verify the effectiveness of the proposed methods. ESO for cascade inertia systems can estimate the system＇s total disturbance and ADRC for cascade inertia systems can realize good performance of system output tracking the reference input.
作者
李向阳
哀薇
田森平
LI Xiang-Yang1, AI Wei1,TIAN Sen-Ping1(1. Key Laboratory of Autonomous Systems and Networked Con-trol, Ministry of Education, School of Automation Science and Engi- neering, South China University of Technology, Guangzhou 51064)
出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第3期562-568,共7页
Acta Automatica Sinica
基金
国家自然科学基金(61773170
61374104)
广东省自然科学基金(2016A030313505)
广东省科技计划(2013A011402003)资助~~
关键词
自抗扰控制
惯性串联系统
扩张状态观测器
扰动观测器
三
自由度控制
Active disturbance rejection control （ADRC）, cas-cade inertia systems, extended state observer （ESO）, distur-bance observer （DOB）, three-degree of freedom （3-DOF） control
作者简介
李向阳华南理工大学自动化科学与工程学院副教授．主要研究方向为自抗扰控制，迭代学习控制和工业自动化．本文通信作者．E—mail：xyangli@scut．edu．cn.;哀薇华南理工大学自动化科学与工程学院副教授．主要研究方向为数据驱动控制，自抗扰控制和工业自动化．E—mail：aiwei@scut．edu．cn.;田森平华南理工大学自动化科学与工程学院教授．主要研究方向为迭代学习控制，数据驱动控制和系统工程．E-mail：ausptian@scut．edu．cn
