Fal函数滤波器的分析及应用

Fal函数是一种特殊的非线性结构,是自抗扰控制器中扩张状态观测器(ESO)的核心部分。提出了Fal函数滤波器,对于噪声有较好的滤波效果,并分析了Fal函数滤波器的滤波特性。提出了一种基于Fal函数滤波器的新型ESO,用于处理量测环节带有噪声干扰的情况。与扩展一阶状态到ESO的方法以及扩展滤波器方程到ESO的方法相比,该新型ESO无须扩展ESO的阶数,避免了因阶数增加带来的观测误差增大以及参数整定问题。数值仿真表明,该新型ESO对于带有量测噪声的系统具有较好的状态跟踪效果。

基于FAL函数滤波的动力定位自抗扰控制器设计

针对动力定位系统数学模型不够精确,而且具有很强的非线性特性问题,采用自抗扰控制算法设计其控制器。该控制算法无需精确的数学模型,主要利用扩张状态观测器估计船舶运动位置、速度和总扰动,最后通过反馈控制对其进行补偿,从而实现船舶动力定位的精确控制。但实际工程中,船舶的测量系统的测量噪声是难以避免的,为了避免测量噪声的影响,针对所设计的扩张状态观测器采用FAL函数滤波器,在测量信号进入扩张状态观测器之前进行滤波,以减小测量噪声的影响。从而使得其反馈控制更加精确。最后以一艘供给船为例进行仿真分析,验证了所设计非线性控制器的有效性和鲁棒性。

电动舵机速度环改进自抗扰控制研究

针对飞行器飞行中要求电动舵机具有快速跟踪性和良好的抗扰性,提出了改进的自抗扰控制器,将线性自抗扰控制器和Fal函数结合应用到舵机系统的速度环控制中;首先建立了舵机数学模型,介绍了改进自抗扰控制技术的工作原理,通过理论分析和仿真验证,给出了控制器参数选择依据;其次进行仿真分析,初步验证了该方法的可行性。最后在某型号舵机上进行实验,并将此方法和PID控制器进行对比;实验结果表明,该方法消除系统内外部的扰动,并能对量测环节的噪声进行滤波,改善舵机控制系统的动态和稳态性能,性能优于传统PID控制器。

基于改进跟踪微分器的进气压力控制技术研究

高空台进气压力控制系统是高空模拟的关键部分,直接决定了模拟环境的可靠性。然而,其被控对象存在非线性与时滞特性,易导致反馈信号出现相位延迟和受噪声干扰。针对传统方法不能很好解决相位与滤波之间的矛盾,引入Fal函数滤波器,设计了一种改进的跟踪微分器实现对信号的相位补偿和滤波。数值仿真分析表明,改进跟踪微分器比传统相位补偿器具有更强的滤波和相位补偿能力。通过仿真试验证明了改进跟踪微分器在进气压力控制系统中的有效性。该方法可以提升进气压力控制系统的抗干扰能力。