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申请/专利权人：江苏理工学院

摘要：本发明提供了一种基于改进型ESO的运动控制系统扰动抑制方法，在改进型ESO的结构中增加了一个独立变量来调节改进型ESO的扰动估计精度，并在改进型ESO的结构中加入低通滤波器，用于减小改进型ESO的噪声敏感度。利用改进型ESO对系统的扩张状态进行估计，获得系统内部扰动和外部扰动的估计值，基于此估计值设计内环补偿通道，减小内部扰动和外部扰动对系统控制精度的影响，在设计内环补偿通道的同时，利用改进型ESO观测的系统状态值，设计外环状态反馈控制，进一步提高系统的扰动抑制能力，实现运动控制系统的高精度控制。本发明的有益效果是：有效地解决了传统ESO结构中存在扰动估计精度和噪声灵敏度折中的问题，提高了运动控制系统的精度。

主权项：1.一种基于改进型ESO的运动控制系统扰动抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：构建运动控制系统的二阶模型： 其中，x1t，x2t为系统的状态，fx1t，x2t为系统内部扰动，b为系统输入增益，ut为系统控制量，dt为外部扰动，yt为系统输出，yot是系统输出测量值，ξt是测量噪声；S2：将系统内部扰动和外部扰动定义为系统的扩张状态x3t，利用该扩张状态变换所述二阶模型： 其中，是扩张状态的导数；S3：设计改进型ESO，用以观测系统状态x1t、x2t，以及扩张状态x3t，改进型ESO的公式如下： 其中，和是系统状态的观测值，是扩张状态的观测值，即为系统内部扰动和外部扰动的估计值，u0t是外环控制输入，l1，l2是改进型ESO的增益，k3是新引入的参数，用以独立调节扰动估计精度，xft是低通滤波器的状态，τ是低通滤波器的时间常数，是改进型ESO的输出；基于系统内部扰动和外部扰动的估计值，设计内环补偿通道，用于减小内部扰动和外部扰动对系统控制精度的影响，在设计内环补偿通道的同时，利用改进型ESO观测的系统状态值，设计外环反馈控制通道，进一步提高系统的扰动抑制能力，用于实现运动控制系统的高精度控制，具体方法如下：用观测值来补偿扰动对系统的影响，设计如下所示的内环补偿通道： 在内环补偿通道中，改进型ESO的参数设计如下：1改进型ESO的带宽为ω0，设计的增益参数为： 其中，下标i用于标识l1和l2，上标i用于表示幂；2根据测量传感器的信噪比，设计低通滤波器的时间常数τ，τ＝0.01，用于滤除测量信号中的高频噪声；3为了提高扰动估计的精度，需要选择较大的调节参数k3，但同时参数k3还需要满足以下条件： 在内环补偿通道的基础上，设计如下所示的外环反馈控制通道： 其中，rt为系统的参考输入，k1和k2是外环反馈控制增益。

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