李扬等：一种线性自抗扰控制器参数自整定方法 ·1525· 14m 1.4 (a) (b) 1.2 1.2 1.0 10 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.2 0.2 060.050100.150.200.250300.350400.450.50 06 0.050.100.150200.250.300.350.40045050 时间s 时间/s 图5普通线性自抗扰控制器()和基于随机搜索算法的自抗扰控制器阶跃响应曲线(b) Fig.5 Step response of LADRC (a)and NLJ-ADRC (b) 表8 不同控制器阶跃响应的，，和σ比较 扰控制器相比超调量更小，具有更好的动态响应特性. Table 8 Comparison of t,t,and o between the step responses of dif- 3.4蒙特卡罗实验研究 ferent controllers 蒙特卡罗(Monte Carlo)实验也称为随机抽样技 基于随机搜索 基于数据挖掘的 普通线性自 参数 算法的线性 参数自整定自抗 术四.本文分别采用普通线性自抗扰控制器、基于随 抗扰控制器 自抗扰控制器 扰控制器 机搜索算法自整定优化算法的线性自抗扰控制器和基 调节时间，山， 0.0360 0.0868 0.0637 于数据挖掘的参数自整定线性自抗扰控制器，通过 上升时间，t, 0.0340 0.0379 0.0345 Monte Carlo实验方法定量比较液压自动位置控制系统 超调率，0 3.8747 0.0394 0.0293 单位阶跃响应的超调量和调节时间，作为衡量控制系 通过以上仿真结果比较可以得出以下结论：基于 统的动态性能优劣的指标.同样将式(10)中的增益系 数据挖掘的参数自整定自抗扰控制器，与基于随机搜 数0.9975在20%的范围内随机上下摄动500次，得到 索算法的控制器相比调节时间更短，与普通线性自抗 实验结果如图6所示，表9为不同控制器Monte Carlo 0.30m (a) 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 -0.05 -0.1030 50 100 150200 超调量/停 0.30 0.30 (b) (c) 0,25 025 020 0.20 0.15 0.15 0.10 0.10 0.05 0.05 0.05 0.05 0.10 50 100 150 -0.10 200 50 100 150200 超调量% 超调量/% 图6不同控制器Monte Carlo实验结果.(a)DM-ADRC控制器：(b)LADRC控制器：(c)NLJ-LADRC控制器 Fig.6 Monte Carlo experiment results of different controllers:(a)DM-ADRC;(b)LADRC:(c)NIJ-LADRC李 扬等: 一种线性自抗扰控制器参数自整定方法 图 5 普通线性自抗扰控制器( a) 和基于随机搜索算法的自抗扰控制器阶跃响应曲线( b) Fig． 5 Step response of LADＲC ( a) and NLJ-LADＲC ( b) 表 8 不同控制器阶跃响应的 ts、tr 和 σ 比较 Table 8 Comparison of ts，tr and σ between the step responses of dif￾ferent controllers 参数 普通线性自 抗扰控制器 基于随机搜索 算法的线性 自抗扰控制器 基于数据挖掘的 参数自整定自抗 扰控制器 调节时间，ts 0. 0360 0. 0868 0. 0637 上升时间，tr 0. 0340 0. 0379 0. 0345 超调率，σ 3. 8747 0. 0394 0. 0293 图 6 不同控制器 Monte Carlo 实验结果． ( a) DM-LADＲC 控制器; ( b) LADＲC 控制器; ( c) NLJ- LADＲC 控制器 Fig． 6 Monte Carlo experiment results of different controllers: ( a) DM-LADＲC; ( b) LADＲC; ( c) NLJ-LADＲC 通过以上仿真结果比较可以得出以下结论: 基于 数据挖掘的参数自整定自抗扰控制器，与基于随机搜 索算法的控制器相比调节时间更短，与普通线性自抗 扰控制器相比超调量更小，具有更好的动态响应特性． 3. 4 蒙特卡罗实验研究 蒙特卡罗( Monte Carlo) 实验也称为随机抽样技 术［23］． 本文分别采用普通线性自抗扰控制器、基于随 机搜索算法自整定优化算法的线性自抗扰控制器和基 于数据挖掘的参数自整定线性自抗扰控制器，通过 Monte Carlo 实验方法定量比较液压自动位置控制系统 单位阶跃响应的超调量和调节时间，作为衡量控制系 统的动态性能优劣的指标． 同样将式( 10) 中的增益系 数 0. 9975 在 20% 的范围内随机上下摄动 500 次，得到 实验结果如图 6 所示，表 9 为不同控制器 Monte Carlo · 5251 ·