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龙图腾网获悉郑州大学申请的专利一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法及控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115616904B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211063851.1，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法及控制系统是由吴振龙;刘艳红;陈鹏冲;霍本岩;杨磊;李方圆;刘亚强设计研发完成，并于2022-08-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法及控制系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法及控制系统，包括下述步骤：采用高阶惯性系统描述一类实际工业系统；选定被控量作为调度参数，并划分调度区间数；将当前控制量通过补偿算法得到补偿算法输出量；将补偿算法输出量和实际工业系统的输出量作为扩张状态观测器算法的输入量，通过扩张状态观测器算法得到实际工业系统的输出量、实际工业系统的多阶导数、所受总扰动的观测值；将观测值和实际工业系统被控量的设定值作为输入，通过控制律算法得到需要调整的控制量；改进自抗扰控制算法中的参数通过调度参数切换方法进行实时调整；本发明能够根据实际工业系统的工况实时调整改进自抗扰控制算法的参数，实现满意的控制效果。

本发明授权一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法及控制系统在权利要求书中公布了：1.一种基于增益调度的改进自抗扰控制实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 采用高阶惯性系统描述一类实际工业系统； 选定一类实际工业系统的被控量或者高阶惯性系统的传递函数的输出作为调度参数，根据调度参数的运行工况将实际工业系统的全工况划分为多个调度区间，基于调度区间的调度参数设计增益调度方案，并基于增益调度方案设计改进自抗扰控制策略的补偿算法； 补偿算法数学表达式为： 其中Ucs为补偿算法的输出，m为补偿算法的阶次，为正整数且m∈[1,n]；n为高阶惯性系统的阶次； Tc为补偿算法的时间常数，时间常数Tc的值取决于调度参数ρ的值，其计算方法如下： 其中Tc_1和Tc_2为时间常数Tc在第一个调度区间的左边界和右边界，Tc_q-1和Tc_q为时间常数Tc在第q-1个调度区间的左边界和右边界，Tc_p和Tc_p+1为时间常数Tc在第p个调度区间的左边界和右边界； 将实际工业系统的当前控制量作为改进自抗扰控制策略的补偿算法的输入，得到补偿算法输出量下一个计算步序数值，使用实际工业系统的输出下一个计算步序数值、补偿算法输出量下一个计算步序数值设计扩张状态观测器算法，得到实际工业系统的输出下两个计算步序数值的跟踪值、实际工业系统输出多阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值以及实际工业系统所受总扰动下两个计算步序的跟踪值； 扩张状态观测器算法为： 其中，k表示计算步序；z1k+2为实际工业系统输出yk+2的下两个计算步序数值的跟踪值，z2k+2为实际工业系统输出一阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值z2k+2，zjk+2为实际工业系统输出j阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值，zn-mk+2为实际工业系统输出n-m阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值，zn-m+1k+2为实际工业系统所受总扰动下两个计算步序数值的跟踪值；yk+1为实际工业系统的输出在下一个计算步序数值，uck+1为补偿算法输出量在下一个计算步序数值；z1k+1为实际工业系统输出yk+1的下一个计算步序数值的跟踪值，z2k+1为实际工业系统输出一阶导数的下一个计算步序数值的跟踪值，zjk+1为实际工业系统输出j阶导数的下一个计算步序数值的跟踪值，zn-mk+1为实际工业系统输出n-m阶导数的下一个计算步序数值的跟踪值，zn-m+1k+1为实际工业系统所受总扰动下一个计算步序数值的跟踪值；其中，1≤j≤n-m且为正整数， h为采样周期；l1、lj、ln-m+1和b0为改进自抗扰控制策略的变化参数，其中，l1指的是第1个扩张状态观测器增益系数，lj指的是第j个扩张状态观测器增益系数，ln-m+1指的是第n-m+1个扩张状态观测器增益系数； l1通过下式进行计算： 其中l1_1和l1_2为l1在第一个调度区间的左边界和右边界，l1_q-1和l1_q为l1在第q-1个调度区间的左边界和右边界，l1_p和l1_p+1为l1在第p个调度区间的左边界和右边界； lj通过下式进行计算： 其中lj_1和lj_2为lj在第一个调度区间的左边界和右边界，lj_q-1和lj_q为lj在第q-1个调度区间的左边界和右边界，lj_p和lj_p+1为lj在第p个调度区间的左边界和右边界； ln-m+1通过下式进行计算 其中ln-m+1_1和ln-m+1_2为ln-m+1在第一个调度区间的左边界和右边界，ln-m+1_q-1和ln-m+1_q为ln-m+1在第q-1个调度区间的左边界和右边界，ln-m+1_p和ln-m+1_p+1为ln-m+1在第p个调度区间的左边界和右边界； b0通过下式进行计算 其中b0_1和b0_2为b0在第一个调度区间的左边界和右边界，b0_q-1和b0_q为b0在第q-1个调度区间的左边界和右边界，b0_p和b0_p+1为b0在第p个调度区间的左边界和右边界； 将实际工业系统的输出下两个计算步序数值、实际工业系统输出多阶导数下的下两个计算步序数值的跟踪值以及实际工业系统所受总扰动下两个计算步序的跟踪值和实际工业系统被控量的设定值下两个计算步序数值作为控制律算法的输入，得到实际工业系统输入的下三步计算步序数值； 控制律算法的表达式为： 实际工业系统输入的下三步计算步序数值用uk+3表示， 其中，yk+2为实际工业系统输出的下两个计算步序数值，zsk+2为实际工业系统输出s阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值…，zn-mk+2为实际工业系统输出n-m阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值，zn-m+1k+2为实际工业系统所受总扰动下两个计算步序数值的跟踪值，rk+2为一类被控的实际工业系统的设定值下两个计算步序数值；其中，2≤s≤n-m且为正整数； 其中k1、…、ks、…、kn-m为改进自抗扰控制策略的变化参数，k1通过下式进行计算： 其中k1_1和k1_2为k1在第一个调度区间的左边界和右边界，k1_q-1和k1_q为k1在第q-1个调度区间的左边界和右边界，k1_p和k1_p+1为k1在第p个调度区间的左边界和右边界； ks通过下式进行计算： 其中ks_1和ks_2为ks在第一个调度区间的左边界和右边界，ks_q-1和ks_q为ks在第q-1个调度区间的左边界和右边界，ks_p和ks_p+1为ks在第p个调度区间的左边界和右边界； kn-m通过下式进行计算： 其中kn-m_1和kn-m_2为kn-m在第一个调度区间的左边界和右边界，kn-m_q-1和kn-m_q为kn-m在第q-1个调度区间的左边界和右边界，kn-m_p和kn-m_p+1为kn-m在第p个调度区间的左边界和右边界； 或者将实际工业系统的输出下两个计算步序数值的跟踪值、实际工业系统输出多阶导数下的下两个计算步序数值的跟踪值以及实际工业系统所受总扰动下两个计算步序的跟踪值和实际工业系统被控量的设定值下两个计算步序数值作为控制律算法的输入，得到实际工业系统输入的下三步计算步序数值； 控制律算法的表达式为： 其中，z1k+2为实际工业系统输出yk+2的下两个计算步序数值的跟踪值，zsk+2为实际工业系统输出s阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值…，zn-mk+2为实际工业系统输出n-m阶导数的下两个计算步序数值的跟踪值，zn-m+1k+2为实际工业系统所受总扰动下两个计算步序数值的跟踪值，rk+2为一类被控的实际工业系统的设定值下两个计算步序数值；其中，2≤s≤n-m且为正整数； 其中k1、…、ks、…、kn-m为改进自抗扰控制策略的变化参数，k1指的是第1个控制律系数，即改进自抗扰控制策略中控制律的第1个变化参数；ks指的是第s个控制律系数，即改进自抗扰控制策略中控制律的第s个变化参数；kn-m指的是第n-m个控制律系数，即改进自抗扰控制策略中控制律的第n-m个变化参数； k1通过下式进行计算： 其中k1_1和k1_2为k1在第一个调度区间的左边界和右边界，k1_q-1和k1_q为k1在第q-1个调度区间的左边界和右边界，k1_p和k1_p+1为k1在第p个调度区间的左边界和右边界； ks通过下式进行计算： 其中ks_1和ks_2为ks在第一个调度区间的左边界和右边界，ks_q-1和ks_q为ks在第q-1个调度区间的左边界和右边界，ks_p和ks_p+1为ks在第p个调度区间的左边界和右边界； kn-m通过下式进行计算： 其中kn-m_1和kn-m_2为kn-m在第一个调度区间的左边界和右边界，kn-m_q-1和kn-m_q为kn-m在第q-1个调度区间的左边界和右边界，kn-m_p和kn-m_p+1为kn-m在第p个调度区间的左边界和右边界； 利用得到的实际工业系统输入的下三步计算步序数值更新实际工业系统输入下两步计算步序数值，调整执行器的开度，实现闭环系统的控制量调整，从而实现对被控对象输出的调节。

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