工程科学学报，第37卷，第11期：1520-1527,2015年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.11:1520-1527,November 2015 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2015.11.019:http://journals..ustb.edu.cn 一种线性自抗扰控制器参数自整定方法 李扬，王京，张勇军四 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 ☒通信作者，E-mail:zhangvi@usth.edu.cn 摘要针对线性自抗扰控制器参数难于整定的问题，提出了一种基于动态响应过程时序数据挖掘的参数自整定算法.算 法以线性自抗扰控制器中线性误差反馈律的两个增益信号回路的动态响应为参数调整对象，通过改进变收缩系数的随机搜 索算法进行参数整定，记录动态响应过程数据，基于关联关系挖掘得到控制参数调整策略应用于线性自抗扰控制器的参数自 整定.为验证本文提出的参数自整定方法的实际效果，以液压自动位置控制系统为控制对象，分别采用阶跃响应仿真和 Monte Carlo实验进行对比研究.结果表明，基于数据挖掘参数自整定的线性自抗扰控制器动态响应较好，鲁棒性较强，改进 了变收缩系数随机搜索算法调整时间较长以及传统线性自抗扰控制器超调较大的缺点，是一种具有实用性的线性自抗扰控 制器参数自整定方法 关键词数据挖掘：自整定控制：自抗扰控制：线性控制系统：液压位置控制 分类号TP273 Self-tuning method for a linear active disturbance rejection controller LI Yang,WANG Jing,ZHANG Yong-jun National Engineering Reserch Center of Advance Rolling,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:zhangyj@ustb.edu.cn ABSTRACT This paper introduces a parameter self-tuning algorithm based on dynamic response time series data mining to solve the parameter self-tuning difficulty of a linear active disturbance rejection controller (LADRC).In the algorithm,two gain signal loops dynamic response of linear state error feedback (ISEF)is used as the parameter adjustment object.Through the parameters auto-tuned by NIJ algorithm and the process data recorded,the control parameter adjustment policy based on association mining is ap- plied to LADRC parameter auto-tuning.To verify the actual effect of the parameter self-tuning method in this paper,a hydraulic automatic position control (HAPC)system is used as the control object.Step response simulation and Monte Carlo experiment show that the dynamic response of the system which is combined by HAPC and the controller is better,the robustness is stronger,the adjust- ment time is shorter than NLJ algorithm,and the overshoot is also less than the traditional LADRC controller.It is considered as a practical LADRC controller parameter self-tuning method. KEY WORDS data mining;auto-tuning control:active disturbance rejection control;linear control systems:hydraulic automatic position control 自抗扰控制(active disturbance rejection control, 出产生影响之前对总扰动实现主动补偿，由此将系统 ADRC)算法是近年提出的一种非线性控制律四，其核 线性化为简单易控的纯积分串联型对象.自抗扰控制 心思想是通过扩张状态观测器(extended state observ- 器不依赖于系统精确的数学模型，仅需系统少量信息， er,ES0)对系统总扰动进行实时估计，并在对系统输 并具有响应快、超调小、鲁棒性强等特点，已在各个领 收稿日期：2014-06-25 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-UM-15O43)工程科学学报，第 37 卷，第 11 期: 1520--1527，2015 年 11 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 11: 1520--1527，November 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 11． 019; http: / /journals． ustb． edu． cn 一种线性自抗扰控制器参数自整定方法 李 扬，王 京，张勇军 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京 100083  通信作者，E-mail: zhangyj@ ustb． edu． cn 摘 要 针对线性自抗扰控制器参数难于整定的问题，提出了一种基于动态响应过程时序数据挖掘的参数自整定算法． 算 法以线性自抗扰控制器中线性误差反馈律的两个增益信号回路的动态响应为参数调整对象，通过改进变收缩系数的随机搜 索算法进行参数整定，记录动态响应过程数据，基于关联关系挖掘得到控制参数调整策略应用于线性自抗扰控制器的参数自 整定． 为验证本文提出的参数自整定方法的实际效果，以液压自动位置控制系统为控制对象，分别采用阶跃响应仿真和 Monte Carlo 实验进行对比研究． 结果表明，基于数据挖掘参数自整定的线性自抗扰控制器动态响应较好，鲁棒性较强，改进 了变收缩系数随机搜索算法调整时间较长以及传统线性自抗扰控制器超调较大的缺点，是一种具有实用性的线性自抗扰控 制器参数自整定方法． 关键词 数据挖掘; 自整定控制; 自抗扰控制; 线性控制系统; 液压位置控制 分类号 TP273 Self-tuning method for a linear active disturbance rejection controller LI Yang，WANG Jing，ZHANG Yong-jun National Engineering Ｒeserch Center of Advance Ｒolling，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: zhangyj@ ustb． edu． cn ABSTＲACT This paper introduces a parameter self-tuning algorithm based on dynamic response time series data mining to solve the parameter self-tuning difficulty of a linear active disturbance rejection controller ( LADＲC) ． In the algorithm，two gain signal loops’ dynamic response of linear state error feedback ( LSEF) is used as the parameter adjustment object． Through the parameters auto-tuned by NLJ algorithm and the process data recorded，the control parameter adjustment policy based on association mining is ap￾plied to LADＲC parameter auto-tuning． To verify the actual effect of the parameter self-tuning method in this paper，a hydraulic automatic position control ( HAPC) system is used as the control object． Step response simulation and Monte Carlo experiment show that the dynamic response of the system which is combined by HAPC and the controller is better，the robustness is stronger，the adjust￾ment time is shorter than NLJ algorithm，and the overshoot is also less than the traditional LADＲC controller． It is considered as a practical LADＲC controller parameter self-tuning method． KEY WOＲDS data mining; auto-tuning control; active disturbance rejection control; linear control systems; hydraulic automatic position control 收稿日期: 2014--06--25 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( FＲF--UM--15--043) 自抗 扰 控 制( active disturbance rejection control， ADＲC) 算法是近年提出的一种非线性控制律［1］，其核 心思想是通过扩张状态观测器( extended state observ￾er，ESO) 对系统总扰动进行实时估计，并在对系统输 出产生影响之前对总扰动实现主动补偿，由此将系统 线性化为简单易控的纯积分串联型对象． 自抗扰控制 器不依赖于系统精确的数学模型，仅需系统少量信息， 并具有响应快、超调小、鲁棒性强等特点，已在各个领