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专利号: 2019113926044
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-09-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种焦化炉炉膛压力系统的自抗扰控制方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、设计自抗扰控制器内部非线性函数:

步骤1.1给出非线性函数fal(e,α,δ)其中e为误差信号,α与焦化炉炉膛压力系统阶次有关,δ为分段点,sign()为符号函数;

在此基础上,对分段点δ处函数fal(e,α,δ)求导,得到:步骤1.2设计改进的非线性函数ffal(e,α,δ)其中l1,l2,l3为待求参数;

步骤1.3将收敛性更好的sin()函数应用到改进的非线性函数中,解出l1,l2,l3:最终得到非线性函数:

步骤2、设计跟踪微分器

步骤2.1、非线性跟踪微分器表达式如下:

其中r为焦化炉炉膛压力系统的跟踪速度因子,r的值越大,跟踪速度就越快, 为焦化炉炉膛压力系统的连续状态变量,n代表焦化炉炉膛压力系统阶次;

步骤2.2、根据2.1设计离散形式的跟踪微分器对于二阶的焦化炉炉膛压力系统,具体设计如下:式中:x1(k)、x2(k)为焦化炉炉膛压力系统的离散状态变量,h为积分步长,h0为滤波因子,v(k)为系统给定输入;

步骤3、设计扩张状态观测器

步骤3.1、给出二阶焦化炉炉膛压力系统的非线性扩张状态观测器的形式,如下式所示:式中e1为焦化炉炉膛压力系统的观测误差,β01为误差增益,β02为误差变化率增益,β03为误差加速度增益,Z21为对焦化炉炉膛压力系统的输出估计量,Z22为对Z21变化率的估计量,Z23为对Z22变化率的估计量;b0为补偿因子,u为系统输入,y为焦化炉炉膛压力系统的输出;

步骤3.2、在步骤3.1基础上进行改进

应用步骤1.3中的非线性函数ffal(e,α,δ)对上式进行改进:其中,β21为观测误差增益,β22为观测误差变化率增益,β23为观测误差加速度增益;

步骤4、设计非线性误差反馈率

对于步骤3.2中的二阶扩张状态观测器,所对应的误差反馈率表示为:其中:E1为微分跟踪器对系统输入的跟踪量与扩张状态观测器对系统输出的估计量之差,E2为E1的变化率,E3为E2的变化率,β0,β1,β2为非线性状态误差反馈率的增益系数,Z11为微分跟踪器对系统输入的跟踪量,Z12为Z11变化率的估计量,Z13为对Z12变化率的估计量,u0为最终控制量;

步骤5、整合前述步骤,针对焦化炉炉膛压力系统,按照自抗扰控制的分离性定理,对步骤2中的跟踪微分器,步骤3中的扩张状态观测器,步骤4中的非线性误差反馈率三部分组合为自抗扰控制器,对焦化炉炉膛压力系统进行控制。