CN103294073A - 一阶纯滞后对象自抗扰控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一阶纯滞后对象自抗扰控制系统及其控制方法，所述自抗扰控制系统包括有控制信号储存器，所述控制信号储存器获取并储存被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至扩张状态观测器，因此，能够补偿被控对象的输出量发生延迟滞后的情况下，被控对象输出和上一时刻的控制输入量不对应。使所述扩张状态观测器所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）能够更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

Description

一阶纯滞后对象自抗扰控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及工业控制系统的技术领域，特别是涉及一阶纯滞后对象自抗扰控制系统，以及其控制方法。

背景技术

在工厂的实际控制系统中，控制回路成千上万，但是这其中绝大多数为单回路。在这些单回路的控制对象中，大部分可以用一阶加纯滞后模型来描述。一阶纯滞后对象在工业现场有很多实际例子，例如一阶水箱或者罐体的流量液位对象、管道阀门—流量对象，加热过程中燃料—温度对象，盘管换热过程中冷水流量—温度对象以及一阶RC电路等等。此外，很多复杂系统经过拆分，最终得到的也都是一阶加纯滞后对象。若从控制系统投运出发，我们发现实际工程中底层控制器的设计绝大多数也都是针对一阶加纯滞后对象。总之，从对象分布方面说，一阶纯滞后对象在工业现场广泛存在，无论是在电力系统、化工系统还是制造系统，都具有典型性；从控制方面说，这种对象是绝大多数控制回路中的控制对象，换言之，绝大多数控制器要解决的是这类对象的控制问题。因而研究一阶纯滞后控制相关问题具有普适意义。

虽然一阶纯滞后对象广泛存在，且是控制理论和控制实践中的热点问题，但这样一类对象的控制问题并没有像想象中解决地那么完美。首先，我们知道，工业过程中大部分的控制器为PID控制器，它结构简单，使用方便，效果相对较优，故使用广泛。但是它仍存在一些问题。从两个方面说，第一，快速性和超调量不能很好的统一，对于一个实际系统，我们往往希望在控制器的作用下，它能“又快又好”达到控制目标，但是PID控制器在这一点上是相互矛盾的。若优先快速性，使得达到目标的时间尽量短从而满足“快”的要求，通常情况下，会有较大超调，这是很多工业现场不允许的且可能损坏设备的，若优先超调的要求满足“好”，这样虽然能够使系统超调较小，平稳达到控制目标，但是往往会以牺牲更多过渡时间为代价，总之在需要在“鱼和熊掌”之间做出取舍和权衡。第二，若存在纯滞后，PID的控制效果将大打折扣甚至失效。我们知道由于存在纯滞后，对象的输入会延迟一段时间才会从输出上体现出来，而作为反馈控制，当前反馈回来的信息却是很久前输入的响应，这样就有一个错位，使得控制器没法将控制输入，对象输出正确地对应起来。这样的结果是对象的控制品质变差，超调量变大，过渡时间变长，稳定性大大也降低。

对于上面提到的问题，自抗扰控制器却能很很好地解决。自抗扰控制从传统的PID发展而来，最终得到了实用的新型控制技术。它能够统一处理线性和非线性、时变和非时变、内扰和外扰，具有结构简单、超调量小、响应快、鲁棒性强、抗扰性好、能够容许小时滞、不依靠模型信息等一系列优良控制品质，被广泛应用到了很多工业对象中。

如图1所示，方框中为自抗扰控制器，它由一个扩张状态观测器加上一个反馈控制率共两部分组成。其中扩张状态观测器有两个输入，分别为被控对象输出和上一时刻的控制输入量。扩张状态观测器用来观测系统状态以及扰动量，进而提供状态反馈。

其数学描述如下：

${\stackrel{\stackrel{\·}{^}}{x}}_1={\hat{x}}_2+\mathrm{bu}+l_1(y-{\hat{x}}_1)$            (1)

${\stackrel{\stackrel{\·}{^}}{x}}_2=l_2(y-{\hat{x}}_1).$

其中u是上一时刻被控对象的控制输入量，y是系统输出量，l₁和l₂是扩张状态观测器参数。

和

为观测器状态，分别用来估计对象输出y以及扰动量。从这里我们也可以看出，扩张状态观测器的两个输入——u和y，是一一对应的。若被控对象中存在纯滞后，对象的控制输入量输入对象后，要经过一个滞后时间才能从对象输出中体现出来，这样一来扩张状态观测器的输入量——对象的控制量和输出量就不是一一对应的了。因为此时输入到扩张状态观测器中的对象输出量并不是对应上一时刻的控制输入量，而是上一时刻再往前推一个对象滞后时间后对应时刻的控制输入量。同理，上一时刻控制输入量对应的输出量是从当前时刻沿着时间方向往后推一个滞后时间对应的输出量。这样的时间错位，会带来很严重的后果，使得扩张状态器的观测值不准确，从而会误导反馈控制率，造成控制效果变差甚至不稳定。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种相对稳定的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统，以及该一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统，包括反馈控制器、扩张状态观测器和控制信号储存器；所述反馈控制器的输入端与所述扩张状态观测器的输出端连接，接收所述扩张状态观测器输出的反馈量，根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量；所述扩张状态观测器分别输入所述被控对象的控制输入量和输出量，根据所述控制输入量和输出量计算所述反馈量，输出所述反馈量至所述反馈控制器；所述控制信号储存器连接在所述扩张状态观测器和所述反馈控制器之间，用于获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器。

本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统具有控制信号储存器，所述控制信号储存器获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器，因此，能够补偿被控对象的输出量发生延迟滞后的情况下，被控对象输出和上一时刻的控制输入量不对应。使所述扩张状态观测器所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）能够更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，包括以下步骤：

在稳态状态下对所述控对象的控制输入量施加稳定的变化量，使所述被控对象的输出量发生变化并恢复稳定，记录所述控制输入量变化的起始时间、控制输入量的变化量、输出量变化的起始时间，以及输出量的变化曲线；

根据所述输出量变化的起始时间和所述控制输入量变化的起始时间计算所述被控对象的滞后时间τ；根据所述输出量的变化曲线和所述控制输入量的变化量计算所述被控对象的稳态增益K；根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T；

根据所述惯性时间常数T和所述稳态增益K计算所述扩张状态观测器的参数，其中，

b为输入增益，l₁和l₂为扩张状态观测器参数；

计算所述反馈控制器的控制器带宽k，其中，若τ≥1，

若τ＜1， $k=4\frac{\mathrm{\τ}}{T};$

根据所述被控对象的滞后时间τ设置所述控制信号存储器；根据所述扩张状态观测器的各个参数设置所述扩展状态观测器；根据所述控制器带宽k设置所述反馈控制器；

所述控制信号储存器获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟达到所述滞后时间τ后输出至所述扩张状态观测器；

所述扩张状态观测器计算所述反馈量，并输出所述反馈量至所述反馈控制器；

所述反馈控制器根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量。

本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法通过对一阶纯滞后对象做开环阶跃响应检测，通过开环阶跃响应曲线获取必要信息，结合预期的控制指标要求，获得一阶纯滞后对象自抗扰控制器工作的必要参数值。包括控制器带宽、观测器带宽、输入增益。另外，针对系统存在纯滞后的现象，为了提高控制器的鲁棒性以及控制效果，我们对原始的控制器做了一定改进，改进需要极少信息且同样可以从开环阶跃响应曲线结合预期要求中获得。最终完成自抗扰控制器参数的工程整定。能够补偿被控对象的输出量发生延迟滞后的情况下，被控对象输出和上一时刻的控制输入量不对应。使所述扩张状态观测器所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）能够更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

附图说明

图1是现有技术一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的结构示意图；

图2是本发明一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的结构示意图；

图3是本发明一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法的流程示意图；

图4为被控对象完整的输出量的变化曲线示意图；

图5为本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的各部分模块的参数应用的示意图。

具体实施方式

请参阅图2，图2是本发明一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的结构示意图。

所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统包括反馈控制器11、扩张状态观测器12和控制信号储存器13；

所述反馈控制器11的输入端与所述扩张状态观测器12的输出端连接，接收所述扩张状态观测器12输出的反馈量，根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量；

所述扩张状态观测器12分别输入所述被控对象的控制输入量和输出量，根据所述控制输入量和输出量计算所述反馈量，输出所述反馈量至所述反馈控制器11；

所述控制信号储存器13连接在所述反馈控制器11和所述扩张状态观测器12之间，用于获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器12。

其中，所述反馈控制器11可以根据需要选择常用的各种控制芯片实现，其主要根据反馈量来实现对所述被控对象的控制输入量的控制调节。调节过程还与所述反馈控制器11的参数控制率有关（由控制器带宽决定影响）。

所述扩张状态观测器12也可采用本领域中常用的运算芯片，其通过接口连接所述反馈控制器11的输出端和所述被控对象的输出端，获取所述被控对象的控制输入量和输出量，并根据二者计算输出至所述反馈控制器11的反馈量。所述反馈量的计算还受到所述扩张状态观测器12本身的参数影响，所述扩张状态观测器12本身的参数包括输入增益，以及背景技术中提及的扩张状态观测器参数l₁和l₂。

所述控制信号储存器13可采用常用的储存芯片实现。所述控制信号储存器13连接在所述反馈控制器11和所述扩张状态观测器12之间，获取并储存所述反馈控制器11输出的被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器12。为实现准确的自抗扰控制，所述预设时间即为被控对象的滞后时间τ。

本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统中，所述控制信号储存器13获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器12，延迟的预设时间为被控对象的滞后时间τ。因此，能够在被控对象的输出量发生延迟滞后的情况下，使所述扩张状态观测器12所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器12的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

请参阅图3，图3是本发明一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法的流程示意图。

所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法包括以下步骤：

S101，在稳态状态下对所述控对象的控制输入量施加稳定的变化量，使所述被控对象的输出量发生变化并恢复稳定，记录所述控制输入量变化的起始时间、控制输入量的变化量、输出量变化的起始时间，以及输出量的变化曲线；

S102，根据所述输出量变化的起始时间和所述控制输入量变化的起始时间计算所述被控对象的滞后时间τ；根据所述输出量的变化曲线和所述控制输入量的变化量计算所述被控对象的稳态增益K；根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T；

S103，根据所述惯性时间常数T和所述稳态增益K计算所述扩张状态观测器的参数，其中，

b为输入增益，l₁和l₂为扩张状态观测器参数；

S104，计算所述反馈控制器的控制器带宽k，其中，若τ≥1，

若τ＜1， $k=4\frac{\mathrm{\τ}}{T};$

S105，根据所述被控对象的滞后时间τ设置所述控制信号存储器；根据所述扩张状态观测器的各个参数设置所述扩展状态观测器；根据所述控制器带宽k设置所述反馈控制器；

S106，所述控制信号储存器获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟达到所述滞后时间τ后输出至所述扩张状态观测器；

S107，所述扩张状态观测器计算所述反馈量，并输出所述反馈量至所述反馈控制器；

S108，所述反馈控制器根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量。

本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法通过对一阶纯滞后对象做开环阶跃响应检测，通过开环阶跃响应曲线获取必要信息，结合预期的控制指标要求，获得一阶纯滞后对象自抗扰控制器工作的必要参数值。包括控制器带宽、观测器带宽、输入增益。另外，针对系统存在纯滞后的现象，为了提高控制器的鲁棒性以及控制效果，我们对原始的控制器做了一定改进，改进需要极少信息且同样可以从开环阶跃响应曲线结合预期要求中获得。最终完成自抗扰控制器参数的工程整定。能够补偿被控对象的输出量发生延迟滞后的情况下，被控对象输出和上一时刻的控制输入量不对应。使所述扩张状态观测器所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）能够更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

其中，步骤S101，在工业现场，所有回路都处于闭环控制状态，待检测的被控对象回路及其所在的大系统运行平稳时，将被控对象所在回路从自动控制切换到手动控制，记录对象控制量及其它运行数据。由于切换是在对象输出变化量为0的情况下进行，理论上可以认为这是一个无平无扰切换。为保险起见，观察一段时间，若实验回路及其所在的大系统仍运行稳定，则继续进行下面的步骤，否则放弃此次检测。等待下次检测时机，重新初始化。

然后，确定对所述控对象的控制输入量施加的变化量，即确定输入控制量的阶跃响应幅度及方向，在手动控制状态下，向所述控制输入量上施加一个阶跃量，然后保持变化后的控制输入量不变，等待所述被控对象运行再次完全稳定，检测结束。记录数据，包括阶跃量的施加时间、检测结束的时间，控制输入量和输出量在整个检测过程中的数据等，得到所述控制输入量变化的起始时间、控制输入量的变化量、输出量变化的起始时间，以及完整的输出量的变化曲线，如图4所示。

检测数据处理，由于开环阶跃响应必须在被控对象运行平稳时进行，因此检测开始时，被控对象的初始状态实际上不为0。为了便于阶跃信息提取，检测数据必须进行处理。具体做法可以为稳定之后的被控对象的控制输入量和输出量整体需要减去检测开始时对应的控制输入量和输出量的初始值，这样可以克服检测初始状态不为0带来的影响。

在步骤S102中，根据上述步骤S101获得的数据进行数据处理：

其中，根据所述输出量变化的起始时间和所述控制输入量变化的起始时间，将所述输出量变化的起始时间减去所述控制输入量变化的起始时间，计算得到所述被控对象的滞后时间τ。

根据所述输出量的变化曲线获得所述输出量的变化量，计算所述输出量的变化量与所述控制输入量的变化量的比值，得到所述稳态增益K。即，按照以下公式计算稳态增益K：

其中，y_end为所述输出量的变化量，

为所述控制输入量的变化量。

根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T。所述惯性时间常数T可以使用以下两种方式计算：

一种方式为：确定所述输出量的变化曲线在所述输出量开始变化时的斜率，根据以下公式计算所述惯性时间常数：

$T=\frac{1}{\left|\mathrm{\ϵ}\right|}$

其中，ε为输出量开始变化时的变化曲线的斜率，T为所述惯性时间常数。

另一种方式为：根据所述输出量的变化曲线，计算0.632y_end的值，其中，y_end为所述输出量的变化量；根据所述输出量的变化曲线，将所述输出量变化达到0.632y_end的时间减去所述输出量开始变化的时间，即得到所述惯性时间常数T。

在步骤S103中，分别计算得到所述扩张状态观测器的各个参数：

根据自抗扰控制器的反馈线性化结构，可以得到输入增益而对于另外两个参数l₁和l₂，为了简化整定工作，取l₁＝2ω和l₂＝ω²，其中ω为观测器带宽，考虑到原系统调节时间在2%误差下为4T，观测器系统在2%误差下调节时间为

一般来说，需要观测器比原系统快2-5倍，但是根据自抗扰控制的工程实践发现在有纯滞后时，特别是

时，观测器要比原系统快15-30倍时控制器才能较好工作，故本发明中取为

因而故扩张状态观测器参数取为 $l_1=\frac{40}{T},$ $l_2={\left(\frac{20}{T}\right)}^2.$

在步骤S104中，计算所述反馈控制器的控制带宽：

所述反馈控制器的馈控制率中只有一个待定参数k，定义为控制器带宽。由用户需求以及对象特性来得到。首先考虑对象特性，若τ≥1，

若τ＜1， $k=4\frac{\mathrm{\τ}}{T}.$

在步骤S105中，根据所述被控对象的滞后时间τ设置所述控制信号存储器中对获得的所述被控对象的控制输入量的预设延迟时间；根据所述扩张状态观测器的各个参数设置所述扩展状态观测器，使所述扩展状态观测器按照各项参数以及输入计算准确的反馈量；根据所述控制器带宽k设置所述反馈控制器的控制率，使所述反馈控制器根据反馈量对所述被控对象的控制输入量进行更准确的调节。如图5所示为本发明的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的各部分模块的参数应用的示意图。

步骤S106至S108为所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的各个部分的工作过程：所述反馈控制器输出控制输入量至被控对象，被控对象接收所述控制输入量并进行相应处理后得到被控对象的输出量；所述控制信号储存器获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟达到所述滞后时间τ后输出至所述扩张状态观测器；所述扩张状态观测器接收所述被控对象的输出量以及所述控制信号储存器输出的被控对象的控制输入量，二者一一对应，根据其设置的观测器参数计算所述反馈量，并输出所述反馈量至所述反馈控制器；所述反馈控制器根据所述反馈量调节输出至被控对象的控制输入量。使所述扩张状态观测器所接收到的两个输入（被控对象输出和上一时刻的控制输入量）能够更加准确地一一对应，能实现扩张状态观测器的两个输入量时间方向的统一，提高观测精度，进而大大闭环控制效果，使自抗扰控制更加稳定，能够更准确地对一阶纯滞后对象进行自抗扰控制。

优选地，在进行实际投运时，可投运微调参数。将所述被控对象恢复到实检测前的状态，待被控对象所在回路稳定后，将回路运行的初始状态给到自抗扰控制器，被控对象回路切换到自动，用自抗扰控制器进行控制，待平稳后，类似于PID控制的参数整定，进行参数微调，最终确定出合适的控制器参数，整个控制器参数整定工作完成。

由于工业控制回路中绝大多数控制回路对象可以归为一阶加纯滞后对象，且传统的PID方法并不能很好地达到控制目标，自抗扰能够很好地满足控制要求，却由于被控对象的输出量之后而可能导致自抗扰控制不准确，本发明实际上还给出了一种符合工业现场实际的，针对典型对象—一阶纯滞后对象的实用工程整定方法。该整定方法需要的条件和PID工程整定方法类似，只需要一个简单的对象激励曲线，且比PID中的对象曲线等幅震荡、4:1或者10:1衰减要求更低，只需要一个简单的阶跃响应曲线。这一要求在工业现场是完全可以轻松实现的。通过对象的开环阶跃响应曲线就可以确定控制器的相应参数，此外，针对实际过程中的纯滞后问题，只需要对控制器做简单调整，就可以使控制器在有延迟下也能有较好效果。特别是当纯滞后时间与过渡时间比大于1时，传统PID几乎不能稳定控制时，改进的自抗扰控制器却能收到很好的控制效果。

总之，本发明给出的工程整定方法操作简单，效果优良，使得自抗扰控制技术理论能够真正地服务于实践，为广大控制工程师所接受，大大提升了自抗扰控制器的工程实用价值。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种一阶纯滞后对象自抗扰控制系统，包括反馈控制器和扩张状态观测器；所述反馈控制器的输入端与所述扩张状态观测器的输出端连接，接收所述扩张状态观测器输出的反馈量，根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量；所述扩张状态观测器分别输入所述被控对象的控制输入量和输出量，根据所述控制输入量和输出量计算所述反馈量，输出所述反馈量至所述反馈控制器；

其特征在于，还包括控制信号储存器，所述控制信号储存器连接在所述扩张状态观测器和所述反馈控制器之间，用于获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟预设时间后输出至所述扩张状态观测器。

2.如权利要求1所述的一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在稳态状态下对所述控对象的控制输入量施加稳定的变化量，使所述被控对象的输出量发生变化并恢复稳定，记录所述控制输入量变化的起始时间、控制输入量的变化量、输出量变化的起始时间，以及输出量的变化曲线；

根据所述输出量变化的起始时间和所述控制输入量变化的起始时间计算所述被控对象的滞后时间τ；根据所述输出量的变化曲线和所述控制输入量的变化量计算所述被控对象的稳态增益K；根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T；

根据所述惯性时间常数T和所述稳态增益K计算所述扩张状态观测器的参数，其中，

b为输入增益，l₁和l₂为扩张状态观测器参数；

计算所述反馈控制器的控制器带宽k，其中，若τ≥1，

若τ＜1，

将所述被控对象的滞后时间τ输入所述控制信号存储器；将所述扩张状态观测器的各个参数输入所述扩展状态观测器；将所述控制器带宽k输入所述反馈控制器；

所述控制信号储存器获取并储存所述被控对象的控制输入量，将所述控制输入量延迟达到所述滞后时间τ后输出至所述扩张状态观测器；

所述扩张状态观测器计算所述反馈量，并输出所述反馈量至所述反馈控制器；

所述反馈控制器根据所述反馈量调节被控对象的控制输入量。

3.如权利要求2所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出量变化的起始时间和所述控制输入量变化的起始时间计算所述被控对象的滞后时间τ的步骤包括：

将所述输出量变化的起始时间减去所述控制输入量变化的起始时间，得到所述被控对象的滞后时间τ。

4.如权利要求2所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出量的变化曲线和所述控制输入量的变化量计算所述被控对象的稳态增益K的步骤包括：

根据所述输出量的变化曲线获得所述输出量的变化量，计算所述输出量的变化量与所述控制输入量的变化量的比值，得到所述稳态增益。

5.如权利要求2所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，其特征在于，根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T的步骤包括：

确定所述输出量的变化曲线在所述输出量开始变化时的斜率，根据以下公式计算所述惯性时间常数：

$T=\frac{1}{\left|\mathrm{\ϵ}\right|}$

其中，ε为输出量开始变化时的变化曲线的斜率，T为所述惯性时间常数。

6.如权利要求2所述一阶纯滞后对象自抗扰控制系统的控制方法，其特征在于，根据所述输出量的变化曲线，计算被控对象的惯性时间常数T的步骤包括：

根据所述输出量的变化曲线，计算0.632y_end的值，其中，y_end为所述输出量的变化量；

根据所述输出量的变化曲线，将所述输出量变化达到0.632y_end的时间减去所述输出量开始变化的时间，得到所述惯性时间常数T。

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