实用ADRC算法在炉温控制系统中的应用

针对热处理电炉能源消耗大的现状,采用线性降阶模型设计,提出一种二阶自抗扰控制炉温系统的控制方案,以满足简单、实用、好调、节能等要求。通过对被控对象和状态观测器的降阶,使得系统总扰动(内部、外部扰动)的实时估计由一个仅为一阶的扩张状态观测器就可实现。设计的ADRC系统与原有PID控制系统进行了比较,结果表明,ADRC系统在节能上明显优于PID系统,可比用电单耗降低率在10%以上。不仅如此,ADRC系统调节时间短、可调参数少,具有很好的控制品质和较强的鲁棒性,不仅可以有效地克服干扰,而且在对象特性参数变化较大时仍能获得稳定的控制品质。

带电压反馈的ESO发电机励磁系统滑模变结构

针对发电机励磁系统的非线性及易受内、外扰动等特点,应用坐标变换、ESO及滑模变结构控制理论,设计了一种新颖的提高系统动、静态特性的ESO滑模励磁控制器,并在此基础上引入了电压反馈,使其更好地稳定了机端电压,即对系统的状态方程进行坐标变换,然后通过构造扩张状态观察器(ESO)对发电机励磁系统进行动态补偿,实现线性化;采用极点配置法设计滑模切换函数,从理论上保证发电机转子方程具有期望的极点;采用指数趋近率和准滑动模态方法求取滑模控制率。仿真结果表明,该控制器在动态、静态特性上明显地提高了系统的稳定性、快速性和准确性,而且鲁棒性较好。

基于ADRC控制器的六旋翼姿态控制研究

六旋翼无人机是带有冗余的复杂飞行系统。而六旋翼无人机的未建模动态、外扰和内扰,都会对无人机的姿态控制产生影响,增加控制的难度。为了提高六旋翼无人机系统的鲁棒性和动态性能,提出基于自抗扰控制器的六旋翼控制方案。先用二阶微分跟踪器对控制信号进行平滑和微分,然后用扩张状态观测器对未知扰动进行观测,然后利用非线性控制律进行补偿,把内扰和外扰统一进行观测,提高了系统的稳定性和抗扰能力。通过仿真验证和对比,发现该控制系统对比传统PID系统具有更强的抗扰能力。并且不会出现明显的超调,控制带宽对比串级PID有小幅提升。表明该控制系统具有较好的动态性能以及抗扰能力和鲁棒性。

自抗扰控制技术在台车炉控制系统中的应用

针对台车炉温控系统的特点及能源消耗现状,应用先进的自抗扰控制技术,提出一种二阶自抗扰控制炉温系统的控制方案,并将其与原有PID控制系统进行了比较。试验结果表明,ADRC系统在耗电量上明显优于PID系统,总体能源节省率在10%以上,并且在超调量、调节时间上均优于PID系统。不仅如此,ADRC系统还具有更好的控制品质和较强的鲁棒性,不仅可以有效地克服干扰,而且在对象特性参数变化较大时仍能获得稳定的控制品质。