一种串联校正与状态反馈协调型控制器

摘要

本发明涉及一种串联校正与状态反馈协调型控制器，用于控制被控过程，其特征在于，所述的协调型控制器包括串联控制器、零点校正器、状态反馈与观测器、第一比较器和第二比较器，所述的串联控制器、第二比较器、零点校正器、被控过程输入端依次连接，所述的被控过程输出端分别连接第一比较器和状态反馈与观测器，所述的状态反馈与观测器分别连接第二比较器和零点校正器的输入端；其中，零点校正器用于标幺化被控过程；状态反馈与观测器用于进行标幺化被控过程的状态观测和状态反馈控制；串联控制器用于进行标幺化被控过程的串联校正控制。与现有技术相比，本发明充分发挥了串联校正型控制器稳态特性好和状态变量反馈控制器动态控制特性好的优点。

主权项

一种串联校正与状态反馈协调型控制器，用于控制被控过程，其特征在于，所述的协调型控制器包括串联控制器、零点校正器、状态反馈与观测器、第一比较器和第二比较器，所述的串联控制器、第二比较器、零点校正器、被控过程输入端依次连接，所述的被控过程输出端分别连接第一比较器和状态反馈与观测器，所述的状态反馈与观测器分别连接第二比较器和零点校正器的输入端；其中，零点校正器用于标幺化被控过程；状态反馈与观测器用于进行标幺化被控过程的状态观测和状态反馈控制；串联控制器用于进行标幺化被控过程的串联校正控制；所述的零点校正器的传递函数为被控过程传递函数的分子多项式的倒数；所述的被控过程G_p(s)的传递函数为：时，零点校正器G_c2(s)的传递函数为：$G_{c2}\left(s\right)=\frac{1}{b_l{s}^2+...+b_{1}s+b_0}$其中，n>l，a₀,a₁,...,a_n‑1、b₀,b₁,...,b_l均为多项式系数；所述的状态反馈与观测器的极点从相应的标准传递函数获取，所述的串联控制器的传递函数根据标准传递函数的零点获取；所述的标准传递函数为：$G_{kM-n+1}\left(s\right)=\frac{{\beta }_{M-1}{s}^{M-1}+...+{\beta }_{1}s+{\beta }_0}{s^{n+1}+{\beta }_n{s}^n+...+{\beta }_{1}s+{\beta }_0}$式中，n+1为阶数，M为系统型次，β₀、β₁、…β_M‑1、β_n均为系数；所述的状态反馈与观测器的观测模型G_m(s)为：$G_m\left(s\right)=\frac{1}{s^n+a_{n-1}{s}^{n-1}+...+a_{1}s+a_0};$状态观测阵为：g₁、g₂、…、g_n为状态观测阵的n个元素；状态控制阵为：K_f＝[f₁ f₂ … f_n]，f₁、f₂、…、f_n为状态控制阵的n个元素；所述的串联控制器的传递函数为：$G_{c1}\left(s\right)=\frac{c_k{s}^k+...+c_{1}s+c_0}{s}$式中，c₀,c₁...,c_k为系数。