國家能源集團科學技術研究院有限公司延寒獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉國家能源集團科學技術研究院有限公司申請的專利一種抗擾控制系統及參數整定方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115407651B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210565983.8,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權一種抗擾控制系統及參數整定方法是由延寒;王慧召;譚川;張西;馮小雅;萬暉;孫明設計研發完成,并于2022-05-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種抗擾控制系統及參數整定方法在說明書摘要公布了:本申請公開了一種抗擾控制系統及參數整定方法,所述參數整定方法主要針對過程控制具有外擾和模型不確定的控制對象,將控制對象模型統一看成為積分串聯型對象,并且在狀態誤差反饋控制律后串入低通濾波器,結合擾動觀測器組成抗擾控制系統,具有可調參數少,整定方向清晰,調試規律和物理意義明確的特點,能更好滿足現場控制工程師的調試習慣,避免了需要知道精確的過程對象模型和調試過程不明確的問題。本申請廣泛適用于工業過程自動化控制領域,尤其適用于火電廠、石油化工,冶金鋼鐵等過程控制領域。
本發明授權一種抗擾控制系統及參數整定方法在權利要求書中公布了:1.一種抗擾控制系統,其特征在于,包括:被控對象Gps、擾動觀測器、狀態誤差反饋控制律Gcs以及參考模型Gns; 所述擾動觀測器的輸入為被控對象的輸入U和被控對象的輸出Y,擾動觀測器的輸出為有其中,Gns為n階積分串聯型參考模型,Qs為補償函數,有抗擾系統的觀測器輸出值在達到穩態時近似跟蹤系統內部擾動和外部擾動之和,其中ω0為擾動觀測器的帶寬,b0為抗擾控制器的比例帶; 所述狀態誤差反饋控制律Gc的輸入為設定值R和被控對象的輸出Y相減后的誤差e,所述狀態誤差反饋控制律Gc的輸出為U0,則有U0=GcR-Y,且Gc滿足: 令k1+k2s+…+knsn-1+sn=s+ωcn,其中, 是一個n-1階低通濾波器,ωc為所述狀態誤差反饋控制律的帶寬; 所述狀態誤差反饋控制律Gc的輸入為設定值R和被控對象的輸出Y,且滿足以下表達式: 令k1+k2s+…+knsn-1+sn=s+ωcn,其中, 當所述參考模型Gns為一階形式時,狀態誤差反饋控制律為基于DOB的所述擾動觀測器的控制器U的表達滿足以下公式: 其中,ωc為所述狀態誤差反饋控制律的帶寬,參考模型逆為一階形式補償函數 其中所述的抗擾控制系統包括如下步驟: 步驟一:基于所述狀態誤差反饋控制律和所述擾動觀測器在被控對象的控制系統上進行控制算法組態; 步驟二:獲取被控對象的飛升曲線,得到被控對象的穩態增益K、近似一階加純遲延系統的時間參數T和延遲時間τ; 步驟三:當被控對象為一階模型時,即狀態誤差反饋控制律Gcs為一階形式時,所述狀態誤差反饋控制律參數ωc和所述擾動觀測器的帶寬ω0的比值為λ,即令則: ωc=1+λωD, 其中,ωD為擾動控制器的帶寬; 設置ωD,λ,b0的初值,得到控制器的參數; 步驟四:基于仿真平臺進行調試,自初值逐步調節穩態增益b0,使得閉環控制效果滿足性能指標,滿足則選取閉環控制效果滿足性能指標的穩態增益b0和ωD,得到ωc和ω0的最佳參數,將最佳參數設置到所述步驟一完成的邏輯組態中,并投入運行;不滿足則記錄最佳b0值并基于仿真平臺進行調試,自初值逐漸減小ωD,每減小一次ωD,自最佳b0值逐漸調節穩態增益b0,使得閉環控制效果滿足性能指標,再選取閉環控制效果滿足性能指標的穩態增益b0和ωD,得到ωc和ω0的最佳參數,將最佳參數設置到所述步驟一完成的邏輯組態中,并投入運行;所述性能指標包括閉環調節時間小于等于設計值ts2并且系統無超調。
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