控制理论与应用2024,Vol.41Issue(2) :249-260.DOI:10.7641/CTA.2023.20135

大时滞不确定系统的滞后时间削弱与自抗扰控制

Time-delay influence reducing and active disturbance rejection control of uncertain systems with large time-delay

李向阳 高志强 田森平 哀薇
控制理论与应用2024,Vol.41Issue(2) :249-260.DOI:10.7641/CTA.2023.20135

大时滞不确定系统的滞后时间削弱与自抗扰控制

Time-delay influence reducing and active disturbance rejection control of uncertain systems with large time-delay

李向阳 1高志强 2田森平 1哀薇1
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作者信息

  • 1. 自主系统与网络控制教育部重点实验室,华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州 510640
  • 2. 克里夫兰州立大学电气工程与计算机科学系,俄亥俄克里夫兰44115,美国
  • 折叠

摘要

针对具有变时滞、变参数和扰动的大时滞不确定系统的控制问题,本文提出了滞后时间削弱与自抗扰控制方法,综合应用了前馈控制、反馈控制和自抗扰补偿控制.为了提高系统的稳定性,在前馈控制器的设计中采用了系统的边界模型确定控制器参数取值范围;采用系统边界模型输出与系统实际输出的动态加权和作为反馈控制器的输入.为了提高系统控制的性能,自抗扰补偿控制回路的设计基于标称模型的补偿控制器.理论证明和仿真结果表明,所提出的方法是有效的,其在具有模型参数变化、滞后时间变化和外部扰动情况下,能保证系统的稳定性和良好的控制性能.

Abstract

For the control problem of uncertain systems with variant large time-delay,variant parameters and distur-bance,a time-delay influence reducing(TDIR)and active disturbance rejection control method(ADRC)is presented.The proposed TDIR-ADRC method integrates feedforward control,feedback control and active disturbance rejection compen-sating control.In order to enhance the system's stability,the system's border model is used in the design of feedforward control and the input of feedback controller is the dynamic weighted sum of the outputs of the system's border model and the real system.In order to enhance the system's control performance,the active disturbance rejection compensating control loop is based on the nominal model,a special compensating controller is designed.The theoretical analysis and simulation research results verify the effectiveness of the proposed TDIR-ADRC methods,the TDIR-ADRC shows nice performance of system output tracking reference input when there exist model parameter and time-delay variation and disturbance.

关键词

大时滞系统/不确定系统/自抗扰控制/滞后时间削弱/补偿控制器

Key words

large time-delay system/uncertain system/active disturbance rejection control/time-delay influence reduc-ing/compensation controller

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基金项目

国家自然科学基金(61773170)

国家自然科学基金(62173151)

广东省自然科学基金(2021A1515011850)

出版年

2024
控制理论与应用
华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院

控制理论与应用

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.076
ISSN:1000-8152
参考文献量23
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