[发明专利]基于光电平台精确模型的自抗扰控制器设计系统

说明书

本发明公开了一种基于光电平台精确模型的自抗扰控制器设计系统，属于自抗扰控制器设计技术领域，该系统针对实际中不同的光电平台，通过系统辨识方法辨识系统模型，然后依据辨识模型设计相应的自抗扰控制器，以在一般的自抗扰控制器基础上，提高光电平台的快速性和抗扰能力。自抗扰控制器设计系统由系统辨识模块、模型转换模块和自抗扰控制器设计模块三个模块组成，本发明的辨识系统的数学模型对应设计自抗扰控制器，可移植性强。

技术领域

本发明属于一种自抗扰控制器设计技术领域，涉及基于光电平台的精确模 型设计自抗扰控制器的方法。

背景技术

随着现代光电平台对高分辨率日益增加的需求，高精度控制正逐渐取代传 统PID控制器，其中自抗扰控制方法就是工程中常使用的高精度控制方法。

自抗扰控制方法是数字控制的时代产物，将经典PID控制与现代控制成果 相结合，是一门运用特殊非线性效应来发展的新型实用技术。其主要由三部分 组成：跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和状态反馈(SEF)。其中状态反 馈又分为线性状态反馈和非线性状态反馈。

国内已经开展了大量的自抗扰控制方法研究，无论是自抗扰控制器的改进 或是自抗扰参数的整定方法都有详细的研究，但一般均采用韩京清教授给定的 自抗扰控制器结构，所以在实际的工程中，自抗扰控制器的直接移植性很高， 但随之相应的系统性能就会下降，尤其体现在稳定精度和快速性方面。

系统辨识方法是一门发展较为完善的学科，工程中可以利用不同的辨识方 法辨识实际工程的数学模型，本发明就是将系统辨识方法和自抗扰控制技术相 结合，根据不同系统设计出性能更好的自抗扰控制器。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种基于光电平台精确模型的自抗扰控制器 设计系统，针对实际中不同的光电平台，通过系统辨识方法辨识系统模型，然 后依据辨识模型设计相应的自抗扰控制器，以在一般的自抗扰控制器基础上， 提高系统的快速性和抗扰能力。

本发明的技术解决方案是：基于光电平台精确模型的自抗扰控制器设计系 统，共由系统辨识模块、模型转换模块和自抗扰控制器设计模块三个模块组成；

1)系统辨识模块

系统辨识模块的功能是辨识实际系统模型，光电平台系统为单输入单输出线 性定常系统，其差分方程表示如公式(1)所示：

A(z-1)·y(k)＝B(z-1)·u(k)+e(k) (1)

其中，A(z-1)＝1+a1z-1+...+anaz-na，B(z-1)＝b0+b1z-1+...+bnbz-nb。y(k)为系统输出， u(k)为系统输入，e(k)为误差信号，a1，a2，…ana，b0，b1，...bnb为常系数，k为时间项 数，z为离散方程变量；na为分母阶次，nb为分子阶次；

利用AIC准则确定系统阶次；

利用确定的分母阶次与分子阶次，采用最小二乘法，如公式(3)所示，可以 求得系统的连续数学模型参数：