基于AFSA的自抗擾控制器參數整定

胡 軼，王民鋼，楊 堯

(西北工業大學航天學院，陜西 西安 710072)

自抗擾控制器(ADRC)是在繼承經典PID控制器不依賴被控對象的精確模型優點的基礎上，只用控制目標與對象實際行為之間誤差來產生消除此誤差的控制策略的過程控制思想下，克服其固有的缺陷，諸如:微分器物理不可實現、積分反饋負作用、控制量線性組合缺陷，逐漸發展起來的一類新型控制器［1-2］。各類研究表明，ADRC對具有強干擾、大時滯、強耦合、非線性的被控系統具有良好的控制品質。但ADRC可調參數眾多，且不易整定。目前還缺乏相關成熟理論，使得整定過程和效果在很大程度上依賴于人的經驗，多采用試驗加試湊的方式由人工進行優化。本文探討了ADRC的應用，并基于 AFSA［3］，探索出一套行之有效的ADRC參數整定方法。AFSA是一種新型的、基于種群的啟發式仿生進化算法，采用動物自治體的模式，強調智能主體對環境的自適應行為，不需要利用導數信息，具有較好地全局尋優能力，對初值和參數的選擇不敏感，簡單易實現。仿真結果表明，基于AFSA的ADRC設計，較好地克服了傳統ADRC參數整定的不足，整定出的ADRC控制器具有良好的動、靜態特性和魯棒性。

1 AFSA基本思想

水域中，魚生存最多的地方就是本水域中富含營養物質最多的地方，根據這一特點來模仿魚群的覓食等行為，從而實現全局尋優，這就是AFSA的基本思想［4］。AFSA采用自下而上的設計方法，首先實現人工魚模型的建立，接著完成個體人工魚覓食行為、聚群行為和追尾行為的描述與實現，模擬出自然界魚群集體覓食的過程，完成最優解的尋找。……