干扰观测器是什么

FanlyQA2020-10-08 00:07:50阅读(...)

干扰观测器是将外部干扰以及模型参数变化造成的实际对象与名义模型之间的差异等效到控制输入端,即观测出等效干扰。并在控制中引入等效的补偿,实现对干扰的完全控制。

干扰观测器是将外部干扰以及模型参数变化造成的实际对象与名义模型之间的差异等效到控制输入端,即观测出等效干扰。并在控制中引入等效的补偿,实现对干扰的完全控制。

干扰观测器是什么

基本原理

干扰观测器的基本结构如图。图中的 Gp(S)为对象的传递函数,

干扰观测器的基本结构

对于实际的物理系统,其实现存在如下问题:

(1)通常情况下,Gp(s)的相对阶不为零,其逆在物理上难以实现。

(2)对象 Gp(s)的精确数学模型无法得到。

(3)考虑到测量噪声的影响,该方法的控制性能将下降。

解决上述这些问题的唯一方法是在

控制器的输出为

式中:c 为改进的变饱和状态柔性变结构控制器的输出;

设低通滤波器 Q(s)的频带为

通过低通滤波器 Q(s)的设计可较好地抵抗外加干扰。由上面的分析可见,

Q(s)的设计是干扰观测器设计中的一个重要环节。首先,为使

式中

由鲁棒稳定性定理,干扰观测器鲁棒稳定的充分条件是

上式是 Q(s)设计的基础,通过 Q(s)的设计,可实现鲁棒性要求。忽略非建模动态不确定性的影响,对一个二阶系统

采用的 Q(s)结构的标准形式为

选择不同的

改进的干扰观测器设计

干扰观测器在对干扰进行估计时,不需要对于扰信号建立准确的数学模型,而且它本身的结构也比较简单,因此在预测干扰信号时避免了大量的数学计算,这有利于满足实时性的要求。在系统设计时,考虑到系统的干扰可以归结为外部扰动以及由于执行机构和其理想数学模型之间的参数变化而产生的误差。因此,如果能够利用干扰观测器对干扰信号进行有效的预测并加以补偿,那么在一定的误差范围内就可以将实际执行机构的模型用其参考模型来等价。  参考干扰观测器的基本原理图,并根据所要控制系统的特点,对图二中的

图三改进的干扰观测结构图

式中

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