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: 2015106974045
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:2024-08-26
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:

1.一种适用于位置伺服的分数周期重复控制器,其特征在于:给定具有分数周期对称性的位置参考信号rk,其一周期的信号波形满足其中P、Q均为整数且P>Q,N为信号一周期内取样点数,式(1)表明当前信号值取决于Q/P周期前的值,满足这一特点的信号称为具有Q/P周期对称特性,式(1)中的运算符±由k时刻在每周期中的位置决定;令 则为使系统输出位置在有限时间逼近到参考信号的邻域δ内,构造一种离散时间正弦切换吸引律:式中sgn(·)为符号函数,ek=rk-yk为跟踪误差,切换边界参数δ>0,(1-ρ)ek为指数吸引项,满足0<ρ<1,切换步长参数ε>0;当满足|ek|≤δ时,按正弦规律提供可变切换步长,在δ固定的情况下,切换步长变化率取决于ω(·);

分别按照误差单调递减和绝对值递减两种情形下的切换步长变化率ω(·)的取值条件;

第一种情形:误差单调递减的参数条件

1.1)当|ek|>δ时,根据吸引律表达式(3)和单调递减定义有

0<((1-ρ)ek sgn(ek)-ε)<ek sgn(ek) (4)解得

所以当满足 时,跟踪误差单调收敛;

1.2)当0<ek≤δ时,根据吸引律表达式(3)和单调递减定义有上式(6)要求

令f1=(1-ρ)ek, 则对ek求导得由式(8)可知 当ek>0时,若能保证f1的增长率,即斜率f1'大于f2的斜率f′2,那么满足 即要求 也即

1.3)当-δ≤ek<0时,根据单调递减定义有上式要求 必须满足 即

第二种情形:误差绝对值递减的参数条件

2.1)当|ek|>δ时,根据吸引律表达式(3)和绝对值递减定义有-ek sgn(ek)<((1-ρ)ek sgn(ek)-ε)<ek sgn(ek) (10)解得

所以当满足 时,跟踪误差绝对值递减;

2.2)当0<ek≤δ时,根据吸引律表达式(3)和绝对值递减定义有由上式得 因为

令f3=(2-ρ)ek, 则

由式(14)可知 当ek>0时,若能保证f3的增长率即斜率f′ 3大于f2的斜率f′2,那么满足 即要求 也即

2.3)当-δ≤ek<0时,根据吸引律表达式(3)和绝对递减定义有由上式得 要求 即

吸引律(3) 保证跟踪误差绝对值递减的参数条件为 且进一步保证跟踪误差单调递减的参数条件为且

2.如权利要求1所述的适用于位置伺服的分数周期重复控制器,其特征在于:给出位置伺服离散系统的差分方程描述为其中ai和bi为系统结构参数,uk为控制输入,yk为输出的位置信号,系统存在有界扰动wk∈[wl,wu];

跟据跟踪误差定义,由系统(16)知将式吸引律(3)代入(17)并记

解得控制器

由于系统扰动wk的准确值未知,引入扰动估计嵌入控制器(19)形成补偿项;取中值作为扰动估计,估计误差 因此,反馈控制器表示为以中值 来近似估计wk的平均值即补偿常值扰动;

为抑制周期性扰动,设扰动wk由两部分构成wk=wAk+wBk (21)式中,wAk与参考信号同频率,满足式(2)给出的Q/P分数周期对称特性,wBk为其它不规则扰动;根据对称情况,通过求相邻分数周期扰动值的代数和,能够有效抑制wAk;

将式(19)延迟Q/P个周期,记 并根据 所在的区间与(19)求代数和,整理得

其中wAk已根据其分数周期对称特性得到对消,相邻分数周期不规则扰动变化量的绝对值相对较小,且无规则,因此不再进行补偿,从而一类Q/P周期重复控制器为根据分数周期对称特性,控制器(23)表达式中的周期扰动得到对消。

3.如权利要求2所述的适用于位置伺服的分数周期重复控制器,其特征在于:若系统扰动中包含有不规则成份wBk,控制器(23)中舍弃的扰动变化量dk能在跟踪误差中体现。