1.一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,所述方法包括:基于快速反射镜系统的确定性辨识,确定出快速反射镜模型;
将所述快速反射镜模型的实际输出量输入到卡尔曼滤波器中,并根据所述卡尔曼滤波器,对所述实际输出量进行噪声扰动过滤,得到过滤值,具体包括:根据 得到基于所述卡尔曼滤波器的估计值导数
以及卡尔曼估计值 其中,A、B以及C均为所述快速反射镜系统的参数矩阵,Bd为扰动矩阵;K是滤波增益矩阵, 为模型辅助扩张状态观测器对快速反射镜系统总扰动的估计,为所述快速反射镜模型中实际输入量x的估计值,y0为所述快速反射镜模型的实际输出量,u为所述快速反射镜系统的控制量;
其中,所述过滤值由所述估计值导数 以及所述卡尔曼估计值 组成;
将所述过滤值以及所述快速反射镜系统中的控制量输入到模型辅助扩张状态观测器中,并通过所述模型辅助扩张状态观测器,将所述过滤值进行扰动估计计算,得到总扰动估计量,具体包括:根据fa=ω+(b‑b0)u,得到基于所述模型辅助扩张状态观测器的快速反射镜系统的总扰动估计量fa;其中,b为所述模型辅助扩张状态观测器的定量参数,b0为扩张状态观测器参数,ω为外部扰动量,u为所述快速反射镜系统的控制量;
对所述总扰动估计量进行有关线性状态误差的反馈控制,得到线性状态误差反馈控制律;
基于所述快速反射镜系统、所述卡尔曼滤波器、所述模型辅助扩张状态观测器以及所述线性状态误差反馈控制律,确定出闭环系统传递函数,并通过所述闭环系统传递函数以及预设的零相差前馈控制器,以实现对快速反射镜进行自抗扰控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,基于快速反射镜系统的确定性辨识,确定出快速反射镜模型,具体包括:通过所述快速反射镜系统中的确定性辨识,对所述快速反射镜系统进行自身系统的确定性判定,识别出确定性系统部分与不确定性系统部分;其中,所述确定性系统部分为传递函数;
基于所述确定性系统部分,确定出所述快速反射镜模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,将所述快速反射镜模型进行状态空间的转化,具体包括:根据 得到所述快速反射镜模型的状态空间描述;其中,A、B以及C均为所述快速反射镜系统的参数矩阵;u为所述快速反射镜系统的控制量,ξ为所述快速反射镜系统的测量噪声,x为所述快速反射镜模型的实际输入量,y0为所述快速反射镜模型的实际输出量,为实际输入量的一阶导数,y为控制输出量。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,在通过所述模型辅助扩张状态观测器,将所述过滤值进行扰动估计计算,得到总扰动估计量之后,具体包括:根据 得到所述快速反射镜系统在外部扰动量下的矩阵形
式;其中,A1、B1以及C1均为扩展状态矩阵,E为扰动传递矩阵; 为所述模型辅助扩张状态观测器的状态向量,且fa为所述总扰动估计量,y为所述模型辅助扩张状态观测器的输出量,u为所述快速反射镜系统的控制量;
根据 得到所述模型辅助扩张状态观测器的估计量
其中, z1以及z2为来自所述模型辅助扩张状态观测器的观测状T
态, 为所述模型辅助扩张状态观测器对快速反射镜系统总扰动的估计;L=[l1 l2 l3] 为所述模型辅助扩张状态观测器的增益矩阵; 所述模型辅助扩张状态观测器的输出向量;
为卡尔曼估计值。
5.根据权利要求4所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,根据 得到所述模型辅助扩张状态观测器的增益矩阵L;其中,ω0为所述模型辅助扩张状态观测器的带宽,a0以及a1均为定量参数。
6.根据权利要求1所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,对所述总扰动估计量进行有关线性状态误差的反馈控制,得到线性状态误差反馈控制律,具体包括:根据u0=kp(r‑z1)‑kdz2,得到所述线性状态误差反馈控制律u0;其中,z1以及z2为来自所述模型辅助扩张状态观测器的观测状态,r为所述零相差前馈控制器的输出值,kp为比例计算系数,kd为微分计算系数;
2
其中,kp=ωc ,kd=2ωc;ωc为PD控制器的带宽。
7.根据权利要求1所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法,其特征在于,基于所述快速反射镜系统、所述卡尔曼滤波器、所述模型辅助扩张状态观测器以及所述线性状态误差反馈控制律,确定出闭环系统传递函数,并通过所述闭环系统传递函数以及预设的零相差前馈控制器,以实现对快速反射镜进行自抗扰控制,具体包括:‑1
根据 得到所述闭环系统传递函数Gc(z );其中,
‑d ‑1 ‑1
z 为闭环系统带来的d拍滞后,Aa(z )为分母多项式,且所有根均位于单位圆内;Ba(z )为‑1所述闭环系统传递函数中的所有稳定零点,Bu(z )所述闭环系统传递函数中的所有不稳定零点,z为所述模型辅助扩张状态观测器的估计量;
根据 得到所述零相差前馈控制器的前馈控制函数F(z
‑1 d
);z为前馈控制系统的d拍相位超前。
8.一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制设备,其特征在于,所述设备包括:至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令,以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1‑7任一项所述的一种基于改进自抗扰控制的快速反射镜控制方法。