自抗扰操纵 (Active Disturbance Rejection Control,ADRC) 的思思和本领由中国科学院体例操纵重心实习室的韩京清推敲员正在20世纪80-90年代提出,1998年正式以“自抗扰操纵器”之名揭橥。
ADRC 创建性地提出了“总扰动”这一新观点和扩张形态观测器(ESO)这一臆想“总扰动”的新本领,“总扰动”和古板的扰动观点差别,不只包罗表扰也包罗体例中四处存正在的参数或模子的不确定性,达成了体例内部、表部不确定性刻画的有机团结,把操纵题主意中心归结为抗扰操纵题目。ADRC推敲的模范态——被控量的链式积分模子精准地概括出了运动操纵体例的性子特色。自抗扰操纵已正在航空航天、伺服跟踪、呆板人运控、能源动力、经过操纵等诸多操纵范畴获得了普通的实践利用。本课程将从自抗扰操纵的中心绪思、利用推敲及表面判辨等方面举办先容。
黄一,中国科学院数学与体例科学推敲院推敲员,中国科学院体例操纵重心实习室副主任。1989 年本科结业于华中理工大学,1992 年硕士结业于中国科学院体例科学推敲所,1995 年博士结业于东南大学。1995 年至1997 年正在中国科学院体例科学推敲所从事博士后职责,1997 年至今正在中国科学院体例操纵重心实习室职责,首要从事不确定体例的判辨与操纵推敲,奇特是自抗扰操纵的利用及表面判辨。
自抗扰操纵(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)由中国科学院韩京清教员提出。韩教员以为操纵科学的题目是何如”遵照体例对信号的某些呼应特色或经过的某些及时讯息来确定操纵好一个经过的操纵律“,而不是“靠体例的数学模子去找操纵律”。而这些讯息的提取,或者说反应“是由体例的某些及时变量和由它们作出的某些变量的臆想值的组合来达成”的。这种思思最终落实正在了ADRC框架的安排上。
自抗扰操纵身手是韩教员表现PID操纵身手的精华(用差错来删除差错的经过操纵思思)并摄取摩登操纵表面功劳,大宗操纵阴谋机仿实正在验来寻觅和更正而兴盛出来的。自抗扰操纵是不依赖于被控对象切确模子、可能替换PID操纵身手的新型适用数字操纵身手。
自抗扰操纵(ADRC)的中心绪思是以被控输出量的纯粹积分器串联型为模范型,把体例动态中异于此模范型的局限视为“总扰动”(网罗内扰和表扰),以扩张形态观测器(ESO)为法子, 及时地臆想和毁灭“总扰动”,从而把充满扰动、不确定性和非线性的被控对象还原为纯粹的积分器串联型体例。
韩京清(1937年-2008年),体例与操纵专家。长久从事操纵表面与利用推敲职责,是我国操纵表面和利用早期拓荒者之一。
韩京清多年从事摩登操纵表面推敲,并获得优秀功效。从20世纪80年代下手反思摩登操纵表面的发呈近况,对摩登操纵表面的推敲本领提出了一系列触及性子的质疑,并造服重重艰苦,勤奋开创适用操纵本领。奇特是正在他性命的最终十余年里,更始性地提出了自抗扰操纵(ADRC)理念和本领,并踊跃增加ADRC身手,使其成为操纵身手与表面兴盛的新动力。现正在,ADRC推敲仍旧枝繁叶茂,奇特是近些年来,焕发人心的利用功劳一贯闪现。
克利夫兰州立大学高志强尽力于促进ADRC正在工业上的利用,正在美国告成达成了ADRC从学术到工业的逾越,2010年美国Parker Hannifin挤压机工场的10条临盆线采用了ADRC,达成了节能57%的效率; 2011年美国国度超导扭转加快器实习室的高能粒子加快器采用了ADRC,有用抬高了对幅值和相位的操纵;2013年美国德州仪器公司推出了一系列装有ADRC算法的运动操纵芯片。
1999年韩京清指挥操纵室许可康、黄一实现第一个航天容貌操纵课题,提出基于ADRC的飞翔操纵本领。源委20多年的兴盛,目前仍旧变成原创性的以ADRC为中心的飞翔器操纵安排新本领和新表面,霸占了多项新型飞翔器研造中的身手壁垒,带来了一系列航天航空高功能飞翔器操纵体例中心身手更始,并已实践利用于我国航天航空多个新型飞翔器的飞翔操纵中。
ADRC正在中国多个要紧工业范畴获得越来越普通和深远的实践利用,如高功能多用处办事呆板人的运动策划和避障操纵、无人碾压机的自愿驾驶、电厂的低压加热器水位操纵、磨煤机风温操纵和过热汽混操纵以及轮回流化床机组协作操纵等等。
对杂乱动态体例的定量明白与科学调控,体例学与操纵论是闭头根柢。集智学园合伙中科院数学与体例科学推敲院多位操纵科学与工程范畴专家配合开设了《操纵科学前沿表面与本领》系列课程,为面向操纵专业范畴学生以及跨范畴的练习者做深度科普,帮帮练习操纵论的中心绪思、框架与本领。
通过练习这些课程,学生将会意操纵论的兴盛进程,负责经典和摩登操纵本领,寻觅操纵体例的美好之处。此系列课程共计10节,从2024年4月2日起,每周二晚19:00-21:00线上上课。迎接感意思的挚友报名出席!
8. 推举闭切大多号:自抗扰操纵。自抗扰操纵大多号由美国俄亥俄州克利夫兰州立大学高志强创筑。借帮大多号平台来畅道自抗扰和工程操纵:梳理根基观点,澄清安排道理,掌管题主意性子,寻觅推敲目标和政策。从实践开拔,对工程操纵提纲挈领式地集体忖量,为后续职责修建框架。
10. Github ADRC的一个汇总集,Github上有更多干系范畴的质料,可遵照需求自行寻觅: