CN105676915A - 基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，包括：建立生产线喷涂烘干过程受控对象数学模型；设计温度自抗扰控制器，确定理想的调节参数；通过生产线喷涂烘干过程温度的仿真控制，确定影响温度自抗扰控制器性能主要调节参数；构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台，实现温度自抗扰控制器实时控制；所述温度自抗扰控制器包括过渡过程发生器、扩张状态发生器和非线性反馈控制器；所构成的温度自抗扰控制系统包括上位机、温度自抗扰控制器、输入信号模块、执行器、温度检测模块和受控对象-电阻加热炉。本发明不依赖于被控系统的数学模型，不需要考虑被控系统的非线性控制问题，具有较好的鲁棒性；可以大大提高温度控制精度和产品质量。

Description

基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别涉及一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法。

背景技术

在汽车、冶金、化工等生产线喷涂烘干过程中，工件涂装过程需要经过脱脂、水洗、磷化、水分烘干、底漆喷涂、底漆烘干、面漆喷涂、面漆烘干等工序，为了保证产品的质量和节约生产成本，喷涂烘干过程对温度控制要求非常高，一般要求温度控制精度至少小于+5℃，最好控制在+2℃以内；由于自动化生产线喷涂烘干过程的温度控制普遍存在大时滞现象，常常要求将具有较大时滞的温控装置控制在设定温度值附近，对大时滞的受控对象而言，最大特点是当前施加的控制作用要经过一段时间的延时才能反映到输出端，因此输出不能及时反映系统内部的变化；滞后性质的存在，使得开环系统相位滞后增大，幅值裕度和相位裕度减小，结果使系统稳定性降低、动态性能下降，直接影响控制性能；另外，温度控制对象的参数一般会发生幅度较大的变化，所有这些变化都会改变对象模型的参数；这种随机产生和不可准确预计的变化，无疑增加了温度控制的难度，不确定大时滞对象己成为自动控制领域和计算机应用领域的一大难题。

目前，我国自动化生产线喷涂烘干过程的温度控制大多仍以传统的PID控制器为主，传统的PID控制器对于一般的温度控制系统能取得比较满意的控制效果，但由于喷涂烘干过程中的温控系统为非线性、大滞后系统，其控制输入和输出间存在着非线性的不确定关系，大滞后还可能引起系统的不稳定，在外界干扰或在控制对象参数发生变化时，常规线性PID控制器的控制效果会变差；因此，如何解决生产线喷涂烘干过程的温度控制问题具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对传统PID控制器因温度控制存在非线性、大滞后等特性而难以获得令人满意的控制效果问题，提出一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，以获得相比PID控制器更好的控制精度、鲁棒性和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，包括下述步骤：

第1步，建立生产线喷涂烘干过程受控对象数学模型；

S1：根据生产线喷涂烘干过程的工艺控制过程，其烘干过程采用的电加热装置为电阻加热炉，电阻加热炉为具有自平衡能力的受控对象，其数学模型可以看作一阶惯性环节，如下式（1）所示：

（1）

式中：G为传递函数，特征参数K、T和τ分别为惯性环节增益、时间常数，和纯滞后时间；

S2：采用实验方法，对电阻加热炉进行加电试验得到其阶跃响应曲线，根据科恩-库恩公式计算受控对象特征参数K、T和τ：

从阶跃响应提取对象特征参数的科恩-库恩公式如下式（2）所示：

（2）

式中：y₁为温度初始值，y₂为稳态温度值，Δy为稳态温度值与初始温度值之差，ΔR为温度阶跃响应值，t_0.632为温度达到稳态值的0.632倍时所需要的时间，t_0.28为温度达到稳态值的0.28倍时所需要的时间；

通过计算得到受控对象的特征参数K=0.85，T=480，τ=200，T和τ单位为秒；

S3：将受控对象的特征参数代入式（1）得到喷涂烘干过程受控对象电加热装置的数学模型，如下式（3）所示：

（3）；

第2步，设计温度自抗扰控制器，并确定理想的调节参数；

所述温度自抗扰控制器采用自抗扰控制算法程序，温度自抗扰控制器算法的实现方法及步骤如下：

S1：初始化k时刻的温度给定值的跟踪信号和微分信号、温度实际值得跟踪信号和微分信号以及控制量，即：

k时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号：V1（k）、V2（k），

k时刻温度实际值y的跟踪信号、微分信号：z1（k）、z2（k），

k时刻的控制量：u（k）；

S2：计算k+1时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号，即V1（k+1）、V2（k+1）；

S3：采样k时刻温度实际值y（k）；

S4：计算k+1时刻的温度实际值y的跟踪信号、微分信号和系统总扰动的观测信号，即z1（k+1）、z2（k+1）、z3（k+1）；

S5：根据第2步、第4步的计算结果，计算k+1时刻的跟踪误差信号和微分误差信号，即e1（k+1）、e2（k+1）；

S6：计算k+1时刻控制量，即u0（k+1）；

S7：计算扰动补偿b0；

S8：根据扰动补偿和第6步的计算结果，计算k+1时刻经扰动补偿后的控制量u（k+1）；

S9：更新采样时间，即k=k+1；

第3步，通过生产线喷涂烘干过程温度的仿真控制，确定影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数；

温度自抗扰控制器的性能取决于参数的调整，影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数包括：h₀、h₁、r₀、r₁、b₀、C、、和；

确定上述调节参数的步骤为：

S1：参数调节开始；

S2：初始化调节参数；

S3：仿真试验—效果理想则保留参数；

S4：效果不理想则修改参数并返回S3仿真试验直至得到理想参数；

所述主要的调节参数的含义为：

h₀为滤波因子，为采样周期h的整数倍；

h₁为精度因子，1/h₁相当于PID控制器中的比例增益，为采样周期h的2～6倍；

r₀为速度因子，调节过渡过程的时间，其值越大过渡过程时间越短，其数值为0.01－1之间的任意数；

r₁为控制量增益；

b₀为补偿因子，其取值在0.1－20之间；

C为阻尼系数，相当于PID控制器中的微分增益；

、、为输出误差校正增益，、参数对ESO的影响比较大，其值由采样周期h来决定、即：

、、；

第4步，构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台，实现温度自抗扰控制器的实时控制。

其进一步的的技术方案是：第2步所述温度自抗扰控制器包括过渡过程发生器TD、扩张状态发生器ESO和非线性反馈控制器NLSEF；

所述过渡过程发生器TD的输出端连接非线性反馈控制器NLSEF，非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接受控对象，扩张状态发生器ESO的输入端分别连接外置的上位机和温度检测模块，扩张状态发生器ESO其中的2路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输入端连接，另1路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接；

所述过渡过程发生器TD用于接收输入的温度给定信号，经设置于其内部的快速最优控制函数计算出温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2；

所述扩张状态发生器ESO是温度自抗扰控制器的核心部分，其作用：一是接收外置温度检测模块输送的温度实际值y，并将跟踪误差信号e1和微分误差信号e2输入非线性反馈控制器，二是接收受控对象的控制信号u经补偿因子b0后的信号，输出系统总扰动的观测信号z3；

所述跟踪误差信号e1和微分误差信号e2为温度实际值y的跟踪信号z1和微分信号z2与温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2的差、即e1=V1-z1，e2=V2-z2；

所述非线性反馈控制器NLSEF用于根据跟踪误差信号e1和微分误差信号e2，通过快速最优控制函数计算出控制信号u0，并通过系统扰动补偿分量z3/b0对u0进行补偿，从而得到控制受控对象的控制信号u。

更进一步：第2步所述自抗扰控制器算法包括计算过渡过程发生器TD、计算扩张状态发生器ESO、计算非线性反馈控制器LNSEF和扰动补偿计算；

所述计算过渡过程发生器TD包括计算温度的跟踪信号V1和微分信号V2，其离散算法如下式：

（4）

所述计算扩张状态发生器ESO包括计算温度实际值y的跟踪信号z1、微分信号z2和系统总扰动的观测信号z3，其离散算法如下式：

（5）

所述计算非线性反馈控制器LNSEF包括计算跟踪误差信号e1、微分误差信号e2以及控制量，即u0，其离散算法如下式：

（6）

所述扰动补偿计算离散算法如下式：

（7）；

上述计算式中：

fhan为快速最优控制函数，

为线性区间，

为非线性因子，一般取0.5，0.25，0.125等，

fe1fe2为输出误差校正率，

为幂次函数，

h1为精度因子，u0为未加扰动补偿的控制信号，u为控制信号输出。

第4步构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台中，所构成的温度自抗扰控制系统包括上位机、温度自抗扰控制器、输入信号模块、执行器、温度检测模块和受控对象-电阻加热炉；

所述温度自抗扰控制器的通信端口通过PROFIBUS总线电缆与上位机连接，温度自抗扰控制器的第一输入端连接输入信号模块，温度自抗扰控制器的第二输入端连接温度检测模块，温度自抗扰控制器的输出端连接执行器，执行器的控制端连接受控对象；

所述温度检测模块用用于将采集的受控对象的温度物理量转换为温度电信号，输送温度自抗扰控制器；

所述上位机的作用：一是给温度自抗扰控制器设定温度期望值，二是给控制系统发出启动、停止的控制命令，三是监视受控对象温度的变化情况和控制效果；

所述输入信号模块用于向控制系统输入启动、停止控制命令；

所述温度自抗扰控制器用于接收来自上位机和输入信号模块输入的信号和控制命令，以及接收温度检测模块送来的温度标准电信号，经过内部快速最优控制函数的运算处理，产生相应的控制策略形成理想的控制信号最后通过输出端口送至执行器，以调节受控对象的温度；

所述执行器用于通过改变受控对象的通电时间从而控制受控对象的温度。

由于采取上述技术方案，本发明之基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法

具有如下有益效果：

1.本发明将先进的控制理论――自抗扰控制技术应用于生产线喷涂烘干过程的温度控制，可以提高温度控制的精度，大大减少超调温度控制现象，有利于提高产品的质量和节约成本；

2.将自抗扰控制技术应用于生产线喷涂烘干过程的温度控制，不依赖于被控系统的数学模型，不需要考虑被控制系统的非线性控制问题，具有较好的鲁棒性；

3.将自抗扰控制技术应用于生产线喷涂烘干过程的温度控制，实现先进控制理论与工程实际相结合，对工业生产中的其它过程量控制具有推广应用价值和潜在的巨大经济效益。

下面结合附图和实施例对本发明之基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1为被控对象阶跃响应曲线图；

图2为温度自抗扰控制器控制原理图；

图3为生产线喷涂烘干过程仿真实验平台硬件结构示意图；

图4为温度自抗扰控制器算法流程图；

图5为温度自抗扰控制器参数调节流程；

图6为温度自抗扰控制系统主循环程序流程图；

图7为温度自抗扰控制系统定时中断子程序流程图；

图中：

101—上位机，102—温度自抗扰控制器，1021—过渡过程发生器TD，1022—扩张状态发生器ESO，1023—非线性反馈控制器NLSEF，103—输入信号模块，104—执行器，105—温度检测模块，1051—温度变送器，1052—Pt100温度传感器，106—受控对象（电阻加热炉）。

具体实施方式

一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，包括下述步骤：

第1步，建立生产线喷涂烘干过程受控对象数学模型；

S1：根据生产线喷涂烘干过程的工艺控制过程，其烘干过程采用的电加热装置为电阻加热炉，电阻加热炉为具有自平衡能力的受控对象，其数学模型可以看作一阶惯性环节，如下式（1）所示：

（1）

式中：G为传递函数，特征参数K、T和τ分别为惯性环节增益、时间常数，和纯滞后时间；

S2：采用实验方法，对电阻加热炉进行加电试验得到其阶跃响应曲线，根据科恩-库恩公式计算受控对象特征参数K、T和τ：

从阶跃响应提取对象特征参数的科恩-库恩公式如下式（2）所示：

（2）

式中：y₁为温度初始值，y₂为稳态温度值，Δy为稳态温度值与初始温度值之差，ΔR为温度阶跃响应值，t_0.632为温度达到稳态值的0.632倍时所需要的时间，t_0.28为温度达到稳态值的0.28倍时所需要的时间；

通过计算得到受控对象的特征参数K=0.85，T=480，τ=200，T和τ单位为秒；

S3：将受控对象的特征参数代入式（1）得到喷涂烘干过程受控对象电加热装置的数学模型，如下式（3）所示：

（3）；

第2步，设计温度自抗扰控制器，并确定理想的调节参数；

所述温度自抗扰控制器采用自抗扰控制算法程序，温度自抗扰控制器算法的实现方法及步骤如下：

S1：初始化k时刻的温度给定值的跟踪信号和微分信号、温度实际值得跟踪信号和微分信号以及控制量，即：

k时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号：V1（k）、V2（k），

k时刻温度实际值y的跟踪信号、微分信号：z1（k）、z2（k），

k时刻的控制量：u（k）；

S2：计算k+1时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号，即V1（k+1）、V2（k+1）；

S3：采样k时刻温度实际值y（k）；

S4：计算k+1时刻的温度实际值y的跟踪信号、微分信号和系统总扰动的观测信号，即z1（k+1）、z2（k+1）、z3（k+1）；

S5：根据第2步、第4步的计算结果，计算k+1时刻的跟踪误差信号和微分误差信号，即e1（k+1）、e2（k+1）；

S6：计算k+1时刻控制量，即u0（k+1）；

S7：计算扰动补偿b0；

S8：根据扰动补偿和第6步的计算结果，计算k+1时刻经扰动补偿后的控制量u（k+1）；

S9：更新采样时间，即k=k+1；

第3步，通过生产线喷涂烘干过程温度的仿真控制，确定影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数；

温度自抗扰控制器的性能取决于参数的调整，影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数包括：h₀、h₁、r₀、r₁、b₀、C、、和；

确定上述调节参数的步骤为：

S1：参数调节开始；

S2：初始化调节参数；

S3：仿真试验—效果理想则保留参数；

S4：效果不理想则修改参数并返回S3仿真试验直至得到理想参数；

所述主要的调节参数的含义为：

h₀为滤波因子，为采样周期h的整数倍；

h₁为精度因子，1/h₁相当于PID控制器中的比例增益，为采样周期h的2～6倍；

r₀为速度因子，调节过渡过程的时间，其值越大过渡过程时间越短，其数值为0.01－1之间的任意数；

r₁为控制量增益；

b₀为补偿因子，其取值在0.1－20之间；

C为阻尼系数，相当于PID控制器中的微分增益；

、、为输出误差校正增益，、参数对ESO的影响比较大，其值由采样周期h来决定、即：

、、；

第4步，构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台，构成温度自抗扰控制系统，实现温度自抗扰控制器的实时控制。

上述第2步所述温度自抗扰控制器包括过渡过程发生器TD、扩张状态发生器ESO和非线性反馈控制器NLSEF9（其控制原理参见附图2）；

所述过渡过程发生器TD的输出端连接非线性反馈控制器NLSEF，非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接受控对象，扩张状态发生器ESO的输入端分别连接外置的上位机和温度检测模块，扩张状态发生器ESO其中的2路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输入端连接，另1路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接；

所述过渡过程发生器TD用于接收输入的温度给定信号，经设置于其内部的快速最优控制函数计算出温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2；

所述扩张状态发生器ESO是温度自抗扰控制器的核心部分，其作用：一是接收外置温度检测模块输送的温度实际值y，并将跟踪误差信号e1和微分误差信号e2输入非线性反馈控制器，二是接收受控对象的控制信号u经补偿因子b0后的信号，输出系统总扰动的观测信号z3；

所述跟踪误差信号e1和微分误差信号e2为温度实际值y的跟踪信号z1和微分信号z2与温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2的差、即e1=V1-z1，e2=V2-z2；

所述非线性反馈控制器NLSEF用于根据跟踪误差信号e1和微分误差信号e2，通过快速最优控制函数计算出控制信号u0，并通过系统扰动补偿分量z3/b0对u0进行补偿，从而得到控制受控对象的控制信号u。

第2步所述自抗扰控制器算法包括计算过渡过程发生器TD、计算扩张状态发生器ESO、计算非线性反馈控制器LNSEF和扰动补偿计算；

所述计算过渡过程发生器TD包括计算温度的跟踪信号V1和微分信号V2，其离散算法如下式：

（4）

所述计算扩张状态发生器ESO包括计算温度实际值y的跟踪信号z1、微分信号z2和系统总扰动的观测信号z3，其离散算法如下式：

（5）

所述计算非线性反馈控制器LNSEF包括计算跟踪误差信号e1、微分误差信号e2以及控制量，即u0，其离散算法如下式：

（6）

所述扰动补偿计算离散算法如下式：

（7）；

上述计算式中：

fhan为快速最优控制函数，

为线性区间，

为非线性因子，一般取0.5，0.25，0.125等，

fe1fe2为输出误差校正率，

为幂次函数，

h1为精度因子，u0为未加扰动补偿的控制信号，u为控制信号输出。

上述第4步构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台中，所构成温度自抗扰控制系统包括上位机、温度自抗扰控制器、输入信号模块、执行器、温度检测模块和受控对象-电阻加热炉（其硬件结构参见附图3）；

所述温度自抗扰控制器的通信端口通过PROFIBUS总线电缆与上位机连接，温度自抗扰控制器的第一输入端连接输入信号模块，温度自抗扰控制器的第二输入端连接温度检测模块，温度自抗扰控制器的输出端连接执行器，执行器的控制端连接受控对象；

所述温度检测模块用用于将采集的受控对象的温度物理量转换为温度电信号，输送温度自抗扰控制器；

所述上位机的作用：一是给温度自抗扰控制器设定温度期望值，二是给控制系统发出启动、停止的控制命令，三是监视受控对象温度的变化情况和控制效果；

所述输入信号模块用于向控制系统输入启动、停止控制命令；

所述温度自抗扰控制器用于接收来自上位机和输入信号模块输入的信号和控制命令，以及接收温度检测模块送来的温度标准电信号，经过内部快速最优控制函数的运算处理，产生相应的控制策略形成理想的控制信号最后通过输出端口送至执行器，以调节受控对象的温度；

所述执行器用于通过改变受控对象的通电时间从而控制受控对象的温度。

说明

1．本发明实时控制实施时采用西门子315－2DPPLC，上位机采用内装有CP5611通信控制卡的PC机，并装有WINCC组态软件，电加热炉的额定电压为AC220V、额定功能1200W，温度传感器采用Pt100，温度自抗扰控制算法在STEP7编程软件环境下实现。

2．实时控制：温度自抗扰控制器的调节参数为：采样时间h=0.5s，r₀=0.1，h₀=1，=2、=1.3、=0.125、b₀=8、c=2、r₁=0.1、h₁=0.5。

3．自抗扰控制器的算法及数据处理过程如图3所示，首先判定给定温度值是否改变，如果改变则重新计算过渡过程时间，否则沿用当前的过渡过程时间，然后计算非线反馈值，并输出相应的控制量，这个控制量实际上是要送到执行器件的信号，接下来读入温度值，计算扩张状态发生器，从而完成一个周期的自抗扰运算，开始下一个周期的工作。

系统运行过程中，在上位机WINCC界面可以设置不同的温度期望值，可以通过画面实时监视系统的运行情况。

4．术语解释：

鲁棒性是指控制系统在一定(结构，大小)的参数摄动下，维持其它某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。

惯性环节是描述对象动态特性的一个指标，一般来说，一个对象受到干扰后（输入），其变化（输出）是按一定规律变化的，这个规律就是他的动态特性，惯性环节的特点是，惯性环节的输出y（t）一开始并不与输入x（t）同步按比例变化，（当输入作阶跃变化时，输出不能立刻达到稳态值，瞬态输出以指数规律变化），直到过渡过程结束，y（t）才能与x（t）保持比例，这就是惯性反映。惯性环节的时间常数就是惯性大小的量度。

科恩-库恩(Cohen-Coon)公式

快速最优控制函数

fhan(V1,V2,r,h)

式中，d=rh，d0=hd,y=V1+hV2，。

Claims (4)

1.一种基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，其特征在于：包括下述步骤：

第1步，建立生产线喷涂烘干过程受控对象数学模型；

S1：根据生产线喷涂烘干过程的工艺控制过程，其烘干过程采用的电加热装置为电阻加热炉，电阻加热炉为具有自平衡能力的受控对象，其数学模型可以看作一阶惯性环节，如下式（1）所示：

（1）

式中：G为传递函数，特征参数K、T和τ分别为惯性环节增益、时间常数，和纯滞后时间；

S2：采用实验方法，对电阻加热炉进行加电试验得到其阶跃响应曲线，根据科恩-库恩公式计算受控对象特征参数K、T和τ：

从阶跃响应提取对象特征参数的科恩-库恩公式如下式（2）所示：

（2）

式中：y₁为温度初始值，y₂为稳态温度值，Δy为稳态温度值与初始温度值之差，ΔR为温度阶跃响应值，t_0.632为温度达到稳态值的0.632倍时所需要的时间，t_0.28为温度达到稳态值的0.28倍时所需要的时间；

通过计算得到受控对象的特征参数K=0.85，T=480，τ=200，T和τ单位为秒；

S3：将受控对象的特征参数代入式（1）得到喷涂烘干过程受控对象电加热装置的数学模型，如下式（3）所示：

（3）；

第2步，设计温度自抗扰控制器，并确定理想的调节参数；

所述温度自抗扰控制器采用自抗扰控制算法程序，温度自抗扰控制器算法的实现方法及步骤如下：

S1：初始化k时刻的温度给定值的跟踪信号和微分信号、温度实际值得跟踪信号和微分信号以及控制量，即：

k时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号：V1（k）、V2（k），

k时刻温度实际值y的跟踪信号、微分信号：z1（k）、z2（k），

k时刻的控制量：u（k）；

S2：计算k+1时刻温度给定值V的跟踪信号和微分信号，即V1（k+1）、V2（k+1）；

S3：采样k时刻温度实际值y（k）；

S4：计算k+1时刻的温度实际值y的跟踪信号、微分信号和系统总扰动的观测信号，即z1（k+1）、z2（k+1）、z3（k+1）；

S5：根据第2步、第4步的计算结果，计算k+1时刻的跟踪误差信号和微分误差信号，即e1（k+1）、e2（k+1）；

S6：计算k+1时刻控制量，即u0（k+1）；

S7：计算扰动补偿b0；

S8：根据扰动补偿和第6步的计算结果，计算k+1时刻经扰动补偿后的控制量u（k+1）；

S9：更新采样时间，即k=k+1；

第3步，通过生产线喷涂烘干过程温度的仿真控制，确定影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数；

温度自抗扰控制器的性能取决于参数的调整，影响温度自抗扰控制器性能主要的调节参数包括：h₀、h₁、r₀、r₁、b₀、C、、和；

确定上述调节参数的步骤为：

S1：参数调节开始；

S2：初始化调节参数；

S3：仿真试验—效果理想则保留参数；

S4：效果不理想则修改参数并返回S3仿真试验直至得到理想参数；

所述主要的调节参数的含义为：

h₀为滤波因子，为采样周期h的整数倍；

h₁为精度因子，1/h₁相当于PID控制器中的比例增益，为采样周期h的2～6倍；

r₀为速度因子，调节过渡过程的时间，其值越大过渡过程时间越短，其数值为0.01－1之间的任意数；

r₁为控制量增益；

b₀为补偿因子，其取值在0.1－20之间；

C为阻尼系数，相当于PID控制器中的微分增益；

、、为输出误差校正增益，、参数对ESO的影响比较大，其值由采样周期h来决定、即：

、、；

第4步，构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台，实现温度自抗扰控制器的实时控制。

2.如权利要求1所述的基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，其特征在于：

第2步所述温度自抗扰控制器包括过渡过程发生器TD、扩张状态发生器ESO和非线性反馈控制器NLSEF；

所述过渡过程发生器TD的输出端连接非线性反馈控制器NLSEF，非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接受控对象，扩张状态发生器ESO的输入端分别连接外置的上位机和温度检测模块，扩张状态发生器ESO其中的2路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输入端连接，另1路输出端与非线性反馈控制器NLSEF的输出端连接；

所述过渡过程发生器TD用于接收输入的温度给定信号，经设置于其内部的快速最优控制函数计算出温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2；

所述扩张状态发生器ESO是温度自抗扰控制器的核心部分，其作用：一是接收外置温度检测模块输送的温度实际值y，并将跟踪误差信号e1和微分误差信号e2输入非线性反馈控制器，二是接收受控对象的控制信号u经补偿因子b0后的信号，输出系统总扰动的观测信号z3；

所述跟踪误差信号e1和微分误差信号e2为温度实际值y的跟踪信号z1和微分信号z2与温度给定信号的跟踪信号V1和微分信号V2的差、即e1=V1-z1，e2=V2-z2；

所述非线性反馈控制器NLSEF用于根据跟踪误差信号e1和微分误差信号e2，通过快速最优控制函数计算出控制信号u0，并通过系统扰动补偿分量z3/b0对u0进行补偿，从而得到控制受控对象的控制信号u。

3.如权利要求2所述的基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，其特征在于：第2步所述自抗扰控制器算法包括计算过渡过程发生器TD、计算扩张状态发生器ESO、计算非线性反馈控制器LNSEF和扰动补偿计算；

所述计算过渡过程发生器TD包括计算温度的跟踪信号V1和微分信号V2，其离散算法如下式：

（4）

所述计算扩张状态发生器ESO包括计算温度实际值y的跟踪信号z1、微分信号z2和系统总扰动的观测信号z3，其离散算法如下式：

（5）

所述计算非线性反馈控制器LNSEF包括计算跟踪误差信号e1、微分误差信号e2以及控制量，即u0，其离散算法如下式：

（6）

所述扰动补偿计算离散算法如下式：

（7）；

上述计算式中：

fhan为快速最优控制函数，

为线性区间，

为非线性因子，一般取0.5，0.25，0.125等，

fe1fe2为输出误差校正率，

为幂次函数，

h1为精度因子，u0为未加扰动补偿的控制信号，u为控制信号输出。

4.如权利要求3所述的基于自抗扰技术的生产线喷涂烘干过程的温度控制方法，其特征在于：第4步构建生产线喷涂烘干过程仿真实验平台中，所构成的温度自抗扰控制系统包括上位机、温度自抗扰控制器、输入信号模块、执行器、温度检测模块和受控对象-电阻加热炉；

所述温度自抗扰控制器的通信端口通过PROFIBUS总线电缆与上位机连接，温度自抗扰控制器的第一输入端连接输入信号模块，温度自抗扰控制器的第二输入端连接温度检测模块，温度自抗扰控制器的输出端连接执行器，执行器的控制端连接受控对象；

所述温度检测模块用于将采集的受控对象的温度物理量转换为温度电信号，输送温度自抗扰控制器；

所述上位机的作用：一是给温度自抗扰控制器设定温度期望值，二是给控制系统发出启动、停止的控制命令，三是监视受控对象温度的变化情况和控制效果；

所述输入信号模块用于向控制系统输入启动、停止控制命令；

所述温度自抗扰控制器用于接收来自上位机和输入信号模块输入的信号和控制命令，以及接收温度检测模块送来的温度标准电信号，经过内部快速最优控制函数的运算处理，产生相应的控制策略形成理想的控制信号最后通过输出端口送至执行器，以调节受控对象的温度；

所述执行器用于通过改变受控对象的通电时间从而控制受控对象的温度。