欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2012104505843
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种用于位置伺服系统的半周期重复控制器,被控对象为重复伺服系统,其输入输出特性为:-1 -d -1A(q )yk=q B(q )uk+wk其中,d表示延迟,uk和yk分别表示k时刻的输入和输出信号,wk为k时刻的干扰信号,-1 -1 -1A(q )和B(q )为关于q 的多项式,-1 -1 -nA(q )=1+a1q +…+anq-1 -1 -mB(q )=b0+b1q +…+bmq-1 -1 -1其中,q 是一步延迟算子,n为A(q )的阶数,m为B(q )的阶数,a1,...,an,b0,…,bm为系统参数且b0≠0;d为整数,且d≥1;

其特征在于:给定参考信号rk,该参考信号具有半周期对称特性:P1.rk=±rk-N/2或

P2.rk=±rk′其中,k′=(ceil(2k/N)-1)N-k,k≥N/2,rk-N/2,rk′分别表示k-N/2,k′时刻的参考信号;

根据参考信号半周期对称特性,构造等效扰动dk,对于P1

dk=wk±wk-N/2对于P2

dk=wk±wk',k'=(ceil(2k/N)-1)N-k其中,wk-N/2,wk'分别表示k-N/2,k'时刻伺服系统所受的扰动信号;

构造带干扰抑制作用的幂次吸引律,提供的离散形式的幂次吸引律为:λ

ek+1=(1-ρ)ek-ε|ek| sgn(ek)其中,ek=rk-yk表示跟踪误差,ρ、ε为表达吸引速度的两个常数,λ为吸引指数,相应地各自取值范围为:ε>0,0<ρ<1,0<λ<1;

对于dk=wk+wk-N/2情形,设计半周期重复控制器,先给出误差动态方程:-1 -d+1 -1ek+1=rk+1+yk+1-N/2+A'(q )(yk+yk-N/2)-q B(q )(uk+uk-N/2)-dk+1式中,

-1 -1 -n+1 -1A'(q )=a1+a2q +…+anq =q(A(q )-1)代入幂次吸引律,得为实现上述控制器,需给出dk+1的补偿值 并用其代替dk+1,本发明提供的半周期重复控制器具有如下形式:记

则有:

uk=-uk-N/2+vk对于dk=wk-wk-N/2情形,将其归为整周期情形,周期为N/2;

对于 情形,半周期重复控制器:记

则有:

uk=±uk'+vk'半周期重复控制器uk作为被控伺服对象的控制输入,使得伺服系统输出的位置的信号yk跟随参考信号rk变化;

从上述半周期重复控制器,可得下述理想误差动态方程: 公式1其中, 为等效扰动dk+1的补偿值, 取为dk+1的平均值或k时刻的等效扰动dk。

2.如权利要求1所述的用于位置伺服系统的半周期重复控制器,其特征在于:所述半周期重复控制器的参数包括趋近速度指数ρ,到达速度ε,吸引指数λ,根据表征系统收敛性能的指标进行参数整定;其取值范围分别为:ε>0,0<ρ<1,0<λ<1;定义其中设dl≤dk≤du,即dl为第k项离散扰动变量dk的下界值,du为扰动变量dk的上界值,即为离散扰动的上、下界;引入表征系统收敛性能指标有单调减区域ΔMDR,绝对吸引层ΔAAL和稳态误差带ΔSSE概念,具体定义如下:单调减区域ΔMDR绝对吸引层ΔAAL稳态误差带ΔSSE(1)单调减区域ΔMDRΔMDR=max{ΔMDR1,ΔMDR2}式中,ΔMDR1,ΔMDR2为实数,且满足(2)绝对吸引层ΔAALΔAAL=max{ΔAAL1,ΔAAL2}式中,ΔAAL1,ΔAAL2为实数,由下式确定,(3)稳态误差带ΔSSEΔSSE的具体取值依据ΔAAL来确定,a.当 时

ΔSSE=ΔAAL;

b.当 时

c.当ΔAAL≥xSSE时ΔSSE=ΔAAL;

其中,xSSE为方程 的正实根;

对于具体给定的λ值,计算各边界取值,以确定闭环系统性能。

3.如权利要求2所述的用于位置伺服系统的半周期重复控制器,其特征在于:对于λ=1/2,1/3,2/3,1/4,3/4五种情形,依据下面给出的ΔMDR、ΔAAL及ΔSSE表达式来确定各边界取值:(一)λ=1/2情形,(1)单调减区域ΔMDR(2)绝对收吸引层ΔAAL(3)稳态误差带ΔSSE其中,

(二)λ=1/3情形,(1)单调减区域ΔMDR当 时

式中,

当 时

当 时

式中,θ1=arccosβ1, -1<β1<0;

(2)绝对吸引层ΔAAL当 时

式中,

当 时

当 时

式中,θ2=arccosβ2, -1<β2<0;

(3)稳态误差带ΔSSE当λ=1/3时,具有干扰抑制项的误差动态方程的极值点当 时

ΔSSE=ΔAAL;

当 时,

当ΔAAL≥x1时ΔSSE=ΔAAL;

其中,x1为方程 的正实根;

(三)λ=2/3情形,(1)单调减区域ΔMDR当 时

式中,

其中,

当 时,

当 时,

式中,θ=arccosβ, -1<β<1;

(2)绝对吸引层ΔAAL当 时

式中,

其中,

当 时,

当 时,

(3)稳态误差带ΔSSE当λ=2/3时,具有干扰抑制项的误差动态方程的极值点当 时

ΔSSE=ΔAAL;

当 时

当ΔAAL≥x2时ΔSSE=ΔAAL;

其中,x2为方程 的正实根;

(四)λ=1/4情形,(1)单调减区域ΔMDR式中,

其中,

(2)绝对吸引层ΔAAL式中,

其中,

(3)稳态误差带ΔSSE当λ=1/4时,具有干扰抑制项的误差动态方程的极值点当 时

ΔSSE=ΔAAL;

当 时

当ΔAAL≥x3时ΔSSE=ΔAAL;

其中,x3为方程 的正实根;

(五)λ=3/4情形,(1)单调减区域ΔMDR式中,

其中,

式中,

其中,

(2)绝对吸引层ΔAAL式中,

其中,

(3)稳态误差带ΔSSE当λ=3/4时,具有干扰抑制项的误差动态方程的极值点当 时

ΔSSE=ΔAAL;

当 时

当ΔAAL≥x4时ΔSSE=ΔAAL;

其中,x4为方程 的正实根。