[发明专利]一种滑模观测器的优化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及滑模观测器优化技术领域，更具体地说，涉及一种滑模观测器的优化方法及装置。

背景技术

滑模观测器是指根据系统的外部变量(输入变量和输出变量)的实测值得出状态变量估计值的一类动态系统，也称为状态重构器。

滑模观测器的鲁棒性与观测误差是评价观测器性能的重要指标，但二者是相互制约的。通常希望滑模观测器的鲁棒性越强越好，观测误差越小越好，但是由于上述两者是相互制约的，因此会出现滑模观测器的鲁棒性越强，观测误差越大，滑模观测器的鲁棒性越弱，观测误差越小的情况。因此，目前通常对滑模观测器的上述指标之一做出要求，另一指标不做出具体要求，但是这样会导致滑模观测器的综合性能往往无法达标。

综上所述，如何提供一种能够使得滑模观测器的鲁棒性及观测误差的综合性能最优的技术方案，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑模观测器的优化方法及装置，以使得滑模观测器的鲁棒性及观测误差的综合性能最优。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滑模观测器的优化方法，包括：

构造如下评价函数F(α)：

F(α)＝P·A(α)+Q·B(α)，

其中，α∈[0,1]表示所述滑模观测器的切换函数中的幂次变量，A(α)表示所述滑模观测器的鲁棒性，B(α)表示所述滑模观测器的观测误差，P和Q分别对应A(α)及B(α)的预设权重系数；

将预设数量个不同取值的α代入所述评价函数中，得到对应的F(α)值，并基于该预设数量个不同取值的α及对应的F(α)值绘制评价函数曲线；

确定所述评价函数曲线中F(α)值最小的点对应α为使得所述评价函数最优的最优幂次变量取值。

优选的，所述滑模观测器的鲁棒性A(α)如下式所示：

其中，E^m(α)表示所述滑模观测器在对应匹配误差为m时反电动势信号的相对误差，E⁰(α)为负数，表示所述滑模观测器在对应匹配误差为0时反电动势信号的相对误差。

优选的，所述滑模观测器的观测误差B(α)如下式所示：

B(α)＝E^m(α)。

优选的，还包括：

接收外界输入的设置信号，并将P和Q设置成与所述设置信号对应的值。

一种滑模观测器的优化装置，包括：

构造模块，用于：构造如下评价函数F(α)：

F(α)＝P·A(α)+Q·B(α)，

其中，α∈[0,1]表示所述滑模观测器的切换函数中的幂次变量，A(α)表示所述滑模观测器的鲁棒性，B(α)表示所述滑模观测器的观测误差，P和Q分别对应A(α)及B(α)的预设权重系数；

绘制模块，用于将预设数量个不同取值的α代入所述评价函数中，得到对应的F(α)值，并基于该预设数量个不同取值的α及对应的F(α)值绘制评价函数曲线；

确定模块，用于确定所述评价函数曲线中F(α)值最小的点对应α为使得所述评价函数最优的最优幂次变量取值。

优选的，还包括：

设置模块，用于接收外界输入的设置信号，并将P和Q设置成与所述设置信号对应的值。

本发明提供了一种滑模观测器的优化方法及装置，其中该方法包括：构造如下评价函数F(α)：F(α)＝P·A(α)+Q·B(α)，其中，α∈[0,1]表示所述滑模观测器的切换函数中的幂次变量，A(α)表示所述滑模观测器的鲁棒性，B(α)表示所述滑模观测器的观测误差，P和Q分别对应A(α)及B(α)的预设权重系数；将预设数量个不同取值的α代入所述评价函数中，得到对应的F(α)值，并基于该预设数量个不同取值的α及对应的F(α)值绘制评价函数曲线；确定所述评价函数曲线中F(α)值最小的点对应α为使得所述评价函数最优的最优幂次变量取值。本发明实施例公开的技术方案中，以滑模观测器的切换函数中的幂次变量作为函数变量，构建基于滑模观测器的鲁棒性及观测误差实现的评价函数，该评价函数能够表示滑模观测器的综合性能，进而通过绘制评价函数对应的评价函数曲线，以由评价函数曲线中确定出能够使得评价函数最优，也即使得滑模观测器的综合性能最优的最优幂次变量取值，从而增强了滑模观测器的综合性能。

附图说明