一種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于擴張狀態(tài)觀測器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，擴張狀態(tài)觀測器(Extended State Observer，簡稱ESO)在工業(yè)控制問題中展現(xiàn)了優(yōu)秀的觀測能力，得到了很多應(yīng)用。但是，擴張狀態(tài)觀測器的可調(diào)參數(shù)整多、整定難度大，往往需要專業(yè)人士進行維護和調(diào)試。如果觀測器參數(shù)與觀測難度不匹配，可能導(dǎo)致觀測效果差或者對控制器運算能力的浪費。因此，一旦被控對象改變，難以在短時間內(nèi)獲得新的參數(shù)，給使用者帶來很多不便。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型目的之一在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)方便的基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器。
[0004]本實用新型提供的種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器，包括參數(shù)整定系統(tǒng)、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第一積分器、第二積分器和第三積分器；
[0005]所述參數(shù)整定系統(tǒng)的三個輸出端分別連接所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的輸入端，所述第一加法器的輸出端分別連接所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的輸入端，所述第三放大器的輸出端連接第三積分器的輸入端，所述第三積分器和第二放大器的輸出端連接所述第二加法器輸入端，所述第二加法器的輸出端連接所述第二積分器的輸入端，所述第二積分器和第一放大器的輸出端連接所述第三加法器的輸入端，所述第三加法器的輸出端連接所述第一積分器的輸入端，所述第一積分器的輸出端連接所述第一加法器的輸入端。
[0006]本實用新型的有益效果在于，本實用新型可以降低ESO參數(shù)整定的難度，改進措施簡便易行，不占用控制器的硬件資源。
【附圖說明】
[0007]圖1所示為本實用新型基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2所示為本實用新型基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器工作原理圖。
【具體實施方式】
[0009]下文將結(jié)合具體實施例詳細(xì)描述本實用新型。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術(shù)效果。
[0010]如圖1所示，本實用新型提供的一種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器，包括參數(shù)整定系統(tǒng)1、第一放大器2、第二放大器3、第三放大器4、第一加法器5、第二加法器6、第三加法器7、第一積分器8、第二積分器9和第三積分器10 ；
[0011]參數(shù)整定系統(tǒng)I的三個輸出端分別連接所述第一放大器2、第二放大器3和第三放大器4的輸入端，第一加法器5的輸出端分別連接第一放大器2、第二放大器3和第三放大器4的輸入端，第三放大器4的輸出端連接第三積分器10的輸入端，第三積分器10和第二放大器3的輸出端連接第二加法器6輸入端，第二加法器6的輸出端連接第二積分器9的輸入端，第二積分器9和第一放大器2的輸出端連接第三加法器7的輸入端，第三加法器7的輸出端連接第一積分器8的輸入端，第一積分器8的輸出端連接第一加法器5的輸入端。
[0012]參數(shù)整定系統(tǒng)I通過遠程的額外計算設(shè)備實現(xiàn)，基于控制誤差不斷生成控制器參數(shù) β 1、β2 和 β3。
[0013]如圖2所示，改進的三階ESO能夠?qū)崟r接收參數(shù)整定系統(tǒng)I提供的參數(shù)，從而跟蹤系統(tǒng)的輸出量y，y的導(dǎo)數(shù)和總擾動。參數(shù)整定系統(tǒng)I首先讀取控制系統(tǒng)誤差e，再實時計算ESO中的參數(shù)β 1、β 2和β 3，并將其分別傳給第一放大器2、第二放大器3和第三放大器4作為放大系數(shù)使用。優(yōu)選的，改進的三階ESO參數(shù)β I可以設(shè)置為誤差絕對值的積分，在O?100之間，β 2是β I平方的0.1?10倍，β 3是β 2的10倍左右。
[0014]改進的三階ESO需要讀取系統(tǒng)輸出量y以及系統(tǒng)的控制信號bu，并將輸出Zl、ZjPζ3Ξ個時變的信號，它們的初始值可以人為設(shè)定，例如均設(shè)為O。改進的三階ESO將通過第一加法器5實時計算y+(-Z1)的值，并通過第三放大器4放大到β 3倍，再接入第三積分器10，積分結(jié)果用于更新Z3的值；同時，改進的三階ESO通過第一加法器5實時計算y+(_z ^的值，并通過第二放大器3放大到β 2倍，再與控制信號bu以及Z3的當(dāng)前值求和，接入第二積分器9進行積分，不斷更新Z2的值；類似的，改進的三階ESO通過第一加法器5實時計算y+(-Zi)的值，并通過第三放大器4放大到β I倍，再與Z2的當(dāng)前值求和，接入第三積分器10進行積分，不斷更新Z1的值。上述過程構(gòu)成了一個動態(tài)的循環(huán)過程，各元器件間的信號傳輸由數(shù)字電路模塊間的標(biāo)準(zhǔn)連接方式實現(xiàn)(例如總線)。最終，輸出信號ZpM5P Z3將實時跟蹤系統(tǒng)的輸出量1，y的導(dǎo)數(shù)和總擾動，并確保ESO帶寬隨控制難度的變化而變化。由于采用了上述技術(shù)方案，可以在實時運行中自動調(diào)節(jié)ESO參數(shù)，實現(xiàn)閉環(huán)穩(wěn)定。
[0015]本實用新型可以降低ESO參數(shù)整定的難度，改進措施簡便易行，不占用控制器的硬件資源。
[0016]本文雖然已經(jīng)給出了本實用新型的一些實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實施例作為本實用新型權(quán)利范圍的限定。
【主權(quán)項】
1.一種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器，其特征在于，包括參數(shù)整定系統(tǒng)、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第一積分器、第二積分器和第三積分器； 所述參數(shù)整定系統(tǒng)的三個輸出端分別連接所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的輸入端，所述第一加法器的輸出端分別連接所述第一放大器、第二放大器和第三放大器的輸入端，所述第三放大器的輸出端連接第三積分器的輸入端，所述第三積分器和第二放大器的輸出端連接所述第二加法器輸入端，所述第二加法器的輸出端連接所述第二積分器的輸入端，所述第二積分器和第一放大器的輸出端連接所述第三加法器的輸入端，所述第三加法器的輸出端連接所述第一積分器的輸入端，所述第一積分器的輸出端連接所述第一加法器的輸入端。
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于遠程信息處理的改進型擴張狀態(tài)觀測器，包括參數(shù)整定系統(tǒng)、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一加法器、第二加法器、第三加法器、第一積分器、第二積分器和第三積分器。本實用新型可以降低ESO參數(shù)整定的難度，改進措施簡便易行，不占用控制器的硬件資源。
【IPC分類】G05B13-04
【公開號】CN204613608
【申請?zhí)枴緾N201520284447
【發(fā)明人】徐蓉, 趙春哲, 熊江
【申請人】重慶三峽學(xué)院
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月5日