意大利GEFRAN集團是世界的工業自動化控制設備制造集團公司，其產品應用遍及各個領域。該公司產品均符合CE標準，并已通過ISO9001質量體系認證。GEFRAN集團公司的產品以先進科技、高質量和高性價比為特征，得到廣大用戶的認可與信賴。

杰弗倫控制器：自抗擾控制器及其應用

在這個非線性誤差反饋律中有一個補償分量,它是自動檢測系統模型和外擾實時作用并予以補償的分量。若把系統的模型作用當作系統的內擾,那么它同系統的外擾一起,均可作為對系統的擾動。這個補償分量并不區分內擾和外擾,直接檢測并補償它們的總合作用——對系統的總擾動。由于這個分量的補償作用,被控對象實際上被化成積分器串聯型而易于構造出理想的控制器,這個補償分量的作用實質上是一種抗擾作用。因此,我們將此控制器稱為“自抗擾控制器”(ADRC)。
自抗擾控制器的應用
對帶有未知擾動的不確定對象
y =f(y,ya,w(t))+b0u
其中,f(x,y,z)及w(t)均未知。圖1所示的“非線性狀態誤差反饋”(NLSEF)控制方案,其中虛線所框部分為“自抗擾控制器”(ADRC)。
圖1中,TD的作用是安排過渡過程并給出此過程的微分信號;ESO給出對象狀態變量的估計z1(t)、z2(t),以及系統擾動的實時作用量a(t)=f(y(t),ya(t),

w(t))的估計z3(t),而z3(t)/b0的反饋將起補償擾動的作用。這是一個具有自動補償系統擾動的反饋結構。實際上,這個結構中控制量被分成兩部分,即
u(t)=u0(t)-z3(t)/b0 (2)
其中,-z3(t)/b0是補償擾動的分量,而u0(t)是用狀態誤差E1、E2的非線性反饋來控制積分器 串聯型的分量。用控制律(2)進行控制稱為用b0u來實現自抗擾控制。
時變系統的控制
設有如下時變系統
y¨ =f(y,ya,w(t))+b(t)u (3)
其中,f,w,b均為不確定函數,b2>b(t)>b1>0。取b(t)變化范圍內的某一中間值b0,則(3)式可改寫成
y¨ =f(y,ya,w(t))+(b(t)-b0)u+b0u (4)
可以將(b(t)-b0)u(t)當作新的擾動項。實際上,擴張狀態觀測器的輸出z3(t),當û(b(t)-b0)û不甚大時能較好地估計出實時作用量
a(t)=f(y(t),ya(t),w(t))+(b(t)-b0)u(t)(5)
從而能用b0u來實現自抗擾控制,即用z3(t)/b0來實現a(t)的補償。
例1

這兩個對象的仿真結果如圖2、圖3所示,圖中顯示了安排的過渡過程v1(t),實際過程 y(t),控制量u(t),總擾動a(t)及其估計z3(t)和外擾w(t)。其中總擾動分別為

杰弗倫控制器：自抗擾控制器及其應用

多變量系統解耦控制：
以雙輸入雙輸出系統為例來說明解耦控制方法。設有被控對象

這兩個對象的仿真結果如圖4、圖5所示,圖4顯示的是v11(t),y1(t),u1(t),*通道的總 擾動a1(t)及其估計z13(t),w(t);而圖5顯示的是v21(
t),y2(t),u2(t),第二通道的總擾動a2(t)及其估計z23(t),w(t)。這里

在這三類仿真例 中,所用的控制器是同一個控制器(結構和參數均相同),這足以說明這種控制器的適應性和魯棒性。這種控制器的zui大特點是,它將系統模型和外擾作用均當作對系統的擾動而自動估計并給于補償。我們與一些部門前后對機械手、發電機、電爐、液壓機、控調器、噪音控制、磁懸浮等
不同對象,或作數值仿真實驗,或用計算機和單片機作實際過程控制實驗,均取得了令人滿意的效果。