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龙图腾网恭喜华东理工大学申请的专利一种基于扰动观测器的反步控制方法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：CN115373273B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-01-07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：202211099877.1，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于扰动观测器的反步控制方法是由孙京诰;葛成虎;王星设计研发完成，并于2022-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于扰动观测器的反步控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开提出一种基于扰动观测器的反步控制方法，用以控制聚合釜的内部温度。在相对阶大于1的非线性系统中，控制量不能直接作用到被控量上，因此本发明利用反步控制将被控量的控制问题转化为系统中间变量的控制问题，并一步一步的后退到上一个系统变量的控制，最终可以通过实际的控制量间接控制最终的系统被控量。即通过控制夹套冷却水的流速来控制夹套温度，进而控制聚合釜壁和聚合釜内部温度。本发明将多个扰动观测器所估计的扩张状态项在反步控制器中进行补偿，从而减少了外部扰动对系统的影响。

本发明授权一种基于扰动观测器的反步控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于扰动观测器的反步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：针对给定的相对阶大于1的非线性系统模型，确定其存在哪些外部干扰，并确定其外部干扰的数量和形式，针对每个扰动项设计基于扩张状态观测器的扰动估计方法；步骤2：设计扰动观测器：假设在非线性系统的fx部分存在扰动，并假设扰动是未知但连续光滑且可导的，则可以设计如下的扰动观测器： 其中η表示扩张状态，此扩张状态将未知的扰动包括在内，Γ表示高增益系数，它是扰动观测器设计的关键参数，对扰动估计的速度和精度都有影响；步骤3：设定半间歇聚合釜的温度设定值并测量釜内温度TR，釜壁温度TS和夹套温度TM；步骤4：利用扰动观测器估计扩张状态：对于所有的外部干扰项ωi，使用扰动观测器估计其扩张状态ηi；步骤5：将被控量控制问题转换为非线性系统中间状态的控制问题：根据模型参数和步骤4获得的扩张状态向量、过程状态测量值，利用反步控制器计算系统中间状态的期望值非线性系统相对阶为3，其期望状态的求解方法为： 步骤6：计算非线性系统中间过程状态变量的期望值和其真实测量值之间的误差步骤7：求控制器输出：根据上述误差向量、扩张状态向量和步骤5求得的系统中间状态的期望值利用反步控制器求最终的控制器输出： 具体方法是计算扩张状态： 其包含系统的中间状态和未知的外部扰动项，此扩张状态是针对系统的第一个外部扰动ω1，即单体进料温度的扰动而设计的，然后获得第二个扩张状态： 其包含系统的中间状态和未知的外部扰动项，此扩张状态是针对系统的第二个外部扰动ω3，即存在于夹套中冷却水进水水温的扰动而设计的，再对第一个扩张状态η1进行估计，利用扩张状态的估计值、系统模型参数、系统状态实际值与其估计值的差值、高增益常数项Γ1κ1，1建立一个对TR的估计值： 其中，扩张状态η1的估计值使用到了高增益项TR和其估计值之差进行更新： 对第二个扩张状态η3进行估计，利用扩张状态的估计值冷却水温度的标称值、冷却水流量、夹套温度与其估计值的差值、高增益常数项Γ3κ3，1建立一个对TM的估计值： 其中，对扩张状态η3的估计值进行更新： 使用反步控制器根据ηi的估计值计算中间状态TS的期望值，即在当前测量到的聚合釜内部温度情况下，控制器对釜壁的期望温度： 使用反步控制器根据ηi的估计值计算中间状态TM的期望值，即由上一步骤计算得到釜壁的期望温度和测量得到的系统中间变量实际值的情况下，控制器对夹套的期望温度： 最后根据与将反应釜的参数和釜壁期望温度的一阶导数代入，结合反应釜温度变化模型： 可得出最终的控制量为： 步骤8：将控制器输出值根据实际工艺进行转换：此步骤的目的是计算冷却水流量所对应的阀门开度，根据实际工艺需求，确定冷却水阀门开度最大时的最大冷却水流量，并根据最大流量对计算值限幅，如果计算值不在工艺允许的范围内，则将计算值设置为工艺范围的上限或者下限，并将此值传送给阀门执行机构，将此值作为冷却水阀门开度以控制反应釜的内部温度。

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