第二講：自抗擾控原理概述PID與狀態(tài)空間方法的重新組合1）韓氏型；2）內(nèi)擾的概念；3）誤差反饋（無積分）關(guān)鍵部分：1）過渡過程；2）非線性反饋；3）總擾動的估計；4）仿真研究平臺。意義控制觀：對本質(zhì)問題的不同理解模型觀：三種建模（數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)、復(fù)合）反饋觀：狹義與廣義；所謂“前饋”抗擾性：效果與程度；主動與被動自抗擾性：出奇制勝第一頁，共45頁。WhatisADRC?(J.Han,2009)第二頁，共45頁。韓氏型第三頁，共45頁。韓京清,1979第四頁，共45頁。第五頁，共45頁。第六頁，共45頁。內(nèi)擾的概念第七頁，共45頁。模型與信息（1989）第八頁，共45頁。概念性的飛躍：如何控制一個變化過程第九頁，共45頁。自抗擾控制的提出（1998）第十頁，共45頁。內(nèi)擾概念的提出（1999）第十一頁，共45頁。自抗擾性！（1999）第十二頁，共45頁。自抗擾第十三頁，共45頁。第十四頁，共45頁。自抗擾出奇制勝

出奇：改變了出牌規(guī)則；新范式

制勝：簡單、實用、深刻范式的更新?lián)Q代：哥白尼革命

以前控制器圍著對象轉(zhuǎn)

現(xiàn)在對象圍著控制器轉(zhuǎn)第十五頁，共45頁。自抗擾第十六頁，共45頁。自抗擾控制的一些功能與概念反饋系統(tǒng)的標準型：韓式型擺脫模型論：內(nèi)擾的概念總擾動估計：擴張狀態(tài)觀測器控制律：線性或非線性反饋合理安排過渡過程（小誤差原理）分析：時域；頻域應(yīng)用：非線性，時變，多入多出，大范圍的不確定性實現(xiàn)：數(shù)字，模擬，參數(shù)化（小帶寬原理）第十七頁，共45頁。自抗擾：怎么解釋擾動的觀測?UncertainNonlinearTimeVaryingComplexFixedLinearTimeInvariantSimple第十八頁，共45頁。自抗擾Simulinksampleprogramscanbedownloadedat

第十九頁，共45頁?？刂朴^第二十頁，共45頁。錢學(xué)森，1954第二十一頁，共45頁。模型觀第二十二頁，共45頁。韓京清1989控制科學(xué)的問題模型論：機理問題->模型/建模問題

控制問題->數(shù)學(xué)問題->尋優(yōu)錯位控制論：信號與信息問題

思考方式不同在那里？第二十三頁，共45頁。機理-信號-關(guān)系Black/Nyquist,1920sFeedbackaswaves第二十四頁，共45頁。韓京清1989：一言而終控制系統(tǒng)的根本問題不能只看為建模、分析與尋優(yōu)問題是信號（系統(tǒng)）與信息（“過程”）問題！需要新的思考方式、新的模型觀第二十五頁，共45頁。模型觀第二十六頁，共45頁。Whatismodel?Whydowemodel?Science:toknowwhatitisEngineering:tomakeitwhatitshouldbeIfouraimistochangeit,whatkindofprocessmodelisneededanyway?第二十七頁，共45頁。Ifmodelissoimportant,whyisthereanendlesssearchfor“model-free”control?->needabetterunderstandingofmodel!第二十八頁，共45頁。第二十九頁，共45頁。Modeling:the3rd“majorapproach”第三十頁，共45頁。Modeling:the3rd“majorapproach”“theaprioriform”:achainofintegratorsTobeestimatedinrealtime:anythingbeyondAhybridmathematical-signalmodel!

（數(shù)學(xué)-數(shù)據(jù)符合模型）第三十一頁，共45頁。Modeling:the3rd“majorapproach”標稱數(shù)學(xué)模型（HanCanonicalForm）實時的數(shù)據(jù)提?。篍SOHan[95]第三十二頁，共45頁。不同的數(shù)據(jù)提取方法SPC(AncientChina)IsochronousGovernor(Poncelet,1829)Two-channelPrinciple(Petrov,1950s)UIO/DAC(C.D.Johnson,70s)DOB(80s)ESO(95)POB(00s)

…DifferentDisturbanceObservers:fromrealtimedatatodisturbanceestimationTheconceptofrejector第三十三頁，共45頁。自抗擾的模型觀數(shù)學(xué)-數(shù)據(jù)復(fù)合模型控制設(shè)計的理想模型：積分器串聯(lián)型平衡：ESO負擔(dān)與系統(tǒng)動態(tài)建?？箶_：擾動信息（數(shù)據(jù)）的提取內(nèi)擾與外擾的同一性第三十四頁，共45頁。反饋觀第三十五頁，共45頁。反饋原理H.Black,1927正-反；前-后。第三十六頁，共45頁。瓦特原理第三十七頁，共45頁。廣義反饋：指南車原理第三十八頁，共45頁。前饋控制原理第三十九頁，共45頁。前饋控制原理第四十頁，共45頁?？箶_性第四十一頁，共45頁?？箶_性第四十二頁，共45頁。抗擾性第四十三頁，共45頁?？箶_性可行性：可等效于輸入端擾