国家能源集团科学技术研究院有限公司延寒获国家专利权
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龙图腾网获悉国家能源集团科学技术研究院有限公司申请的专利一种抗扰控制系统及参数整定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115407651B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210565983.8,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种抗扰控制系统及参数整定方法是由延寒;王慧召;谭川;张西;冯小雅;万晖;孙明设计研发完成,并于2022-05-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种抗扰控制系统及参数整定方法在说明书摘要公布了:本申请公开了一种抗扰控制系统及参数整定方法,所述参数整定方法主要针对过程控制具有外扰和模型不确定的控制对象,将控制对象模型统一看成为积分串联型对象,并且在状态误差反馈控制律后串入低通滤波器,结合扰动观测器组成抗扰控制系统,具有可调参数少,整定方向清晰,调试规律和物理意义明确的特点,能更好满足现场控制工程师的调试习惯,避免了需要知道精确的过程对象模型和调试过程不明确的问题。本申请广泛适用于工业过程自动化控制领域,尤其适用于火电厂、石油化工,冶金钢铁等过程控制领域。
本发明授权一种抗扰控制系统及参数整定方法在权利要求书中公布了:1.一种抗扰控制系统,其特征在于,包括:被控对象Gps、扰动观测器、状态误差反馈控制律Gcs以及参考模型Gns; 所述扰动观测器的输入为被控对象的输入U和被控对象的输出Y,扰动观测器的输出为有其中,Gns为n阶积分串联型参考模型,Qs为补偿函数,有抗扰系统的观测器输出值在达到稳态时近似跟踪系统内部扰动和外部扰动之和,其中ω0为扰动观测器的带宽,b0为抗扰控制器的比例带; 所述状态误差反馈控制律Gc的输入为设定值R和被控对象的输出Y相减后的误差e,所述状态误差反馈控制律Gc的输出为U0,则有U0=GcR-Y,且Gc满足: 令k1+k2s+…+knsn-1+sn=s+ωcn,其中, 是一个n-1阶低通滤波器,ωc为所述状态误差反馈控制律的带宽; 所述状态误差反馈控制律Gc的输入为设定值R和被控对象的输出Y,且满足以下表达式: 令k1+k2s+…+knsn-1+sn=s+ωcn,其中, 当所述参考模型Gns为一阶形式时,状态误差反馈控制律为基于DOB的所述扰动观测器的控制器U的表达满足以下公式: 其中,ωc为所述状态误差反馈控制律的带宽,参考模型逆为一阶形式补偿函数 其中所述的抗扰控制系统包括如下步骤: 步骤一:基于所述状态误差反馈控制律和所述扰动观测器在被控对象的控制系统上进行控制算法组态; 步骤二:获取被控对象的飞升曲线,得到被控对象的稳态增益K、近似一阶加纯迟延系统的时间参数T和延迟时间τ; 步骤三:当被控对象为一阶模型时,即状态误差反馈控制律Gcs为一阶形式时,所述状态误差反馈控制律参数ωc和所述扰动观测器的带宽ω0的比值为λ,即令则: ωc=1+λωD, 其中,ωD为扰动控制器的带宽; 设置ωD,λ,b0的初值,得到控制器的参数; 步骤四:基于仿真平台进行调试,自初值逐步调节稳态增益b0,使得闭环控制效果满足性能指标,满足则选取闭环控制效果满足性能指标的稳态增益b0和ωD,得到ωc和ω0的最佳参数,将最佳参数设置到所述步骤一完成的逻辑组态中,并投入运行;不满足则记录最佳b0值并基于仿真平台进行调试,自初值逐渐减小ωD,每减小一次ωD,自最佳b0值逐渐调节稳态增益b0,使得闭环控制效果满足性能指标,再选取闭环控制效果满足性能指标的稳态增益b0和ωD,得到ωc和ω0的最佳参数,将最佳参数设置到所述步骤一完成的逻辑组态中,并投入运行;所述性能指标包括闭环调节时间小于等于设计值ts2并且系统无超调。
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