ADRC-GPC算法在旋转倒立摆系统中的应用

作者：李俊芳; 毕旺琪; 李毅^*; 高强; 陈增强

来源：传感器与微系统, 2023, 42(09): 165-168.

DOI：10.13873/J.1000-9787(2023)09-0165-04

• 旋转倒立摆系统
• 扩张状态观测器
• 自抗扰控制
• 广义预测控制
• 自抗扰广义预测控制

自抗扰广义预测控制(ADRC-GPC)是一种由广义预测控制技术和自抗扰控制技术有机结合的新型控制算法。该算法首先利用扩张状态观测器(ESO)估计出系统的总扰动；其次，引入虚拟控制量以抵消该总扰动作用，使原被控对象系统转化为积分器串联型系统；最后，利用GPC对新系统进行收敛控制。ADRC-GPC不仅可以有效避免传统GPC的在线计算量过大问题，还无须使用状态量的高阶信息，相比传统ADRC大大降低了调参难度。针对一级旋转倒立摆稳定控制问题中的强耦合、非线性等难点，设计了双通道ADRC-GPC融合控制器。仿真实验结果表明：ADRC-GPC控制器能够使一级旋转倒立摆系统达到控制目的，其对多变量非线性不稳定系统具有良好的控制性能。

• 单位
  自动化学院; 天津理工大学; 南开大学