非線性PID自抗擾控制原理研究.pdf

1、PID控制器，其以結構簡單，易于應用等優(yōu)點，已廣泛應用于工業(yè)控制中。但對于一些非線性特性明顯或干擾影響大的受控對象，PID控制器存在著快速性與超調量之間矛盾，抗干擾能力不強等缺點。因此論文以提高PID控制性能為目的，對PID控制進行了深入分析與研究，并提出了一種自學習非線性PID抗擾控制方法。論文具體研究內容如下:
　　(1)介紹了PID控制的研究現(xiàn)狀及其國內外發(fā)展趨勢。從PID控制基本原理著手，介紹與分析了幾種常見的數(shù)字PID控

2、制方法，并對PID控制器中最重要的參數(shù)整定方法進行了介紹與總結。
　　(2)由于PID控制對具有時變、非線性與強擾動等特性的受控系統(tǒng)，不能很好地滿足其控制性能要求。論文對具有較強抗擾性與魯棒性的自抗擾控制器的各組成部分進行了深入分析與仿真驗證，并提出了其改進方向。
　　(3)提出了一種自學習非線性PID抗擾控制方法。針對擴張狀態(tài)觀測器的非線性組合冪次函數(shù)fal會使系統(tǒng)存在高頻抖振的問題，使用一種非線性光滑函數(shù)g(x，σ)代替

3、了非線性組合冪次函數(shù)，不僅完全消除了抖振現(xiàn)象，而且也有利于對擴張狀態(tài)觀測器的觀測精度。針對非線性誤差反饋律結構復雜，難以理解和參數(shù)較多的問題，根據(jù)PID控制過程中，比例、積分、微分三個增益參數(shù)分別隨誤差變化的規(guī)律曲線，提出了將傳統(tǒng)線性PID控制律轉化為非線性PID控制律的控制思想，并使用自學習算法實時調整三個非線性增益函數(shù)的增益系數(shù)，實現(xiàn)了非線性PID自學習控制。構建了自學習非線性PID抗擾控制的系統(tǒng)結構，其主要由跟蹤微分器，基于非線性