[發(fā)明專利]基于反雙曲正弦吸引律的離散雙周期重復(fù)控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810940851.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN108983615B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔玲偉;林志明;梅盼;陳光;嚴(yán)求真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)州學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于反雙曲正弦吸引律的離散雙周期重復(fù)控制器，其特征在于：

1)給定參考信號(hào)r_k是周期為M和N的兩個(gè)不同周期信號(hào)疊加而成的，滿足

其中，r_k為k時(shí)刻的給定參考信號(hào)，M和N分別表示一周期的采樣點(diǎn)數(shù)，正整數(shù)且M≠N，為k，k-M時(shí)刻周期為M的參考信號(hào)，為k，k-N時(shí)刻周期為N的參考信號(hào)；定義跟蹤誤差e_k＝r_k-y_k；

2)依據(jù)參考信號(hào)的周期特性，分別構(gòu)造如下不同周期的等效干擾：

其中，為k+1時(shí)刻周期為M的等效干擾信號(hào)，為k+1時(shí)刻周期為N的等效干擾信號(hào)；和分別為k+1，k+1-M時(shí)刻周期為M的干擾信號(hào)；和分別為k+1，k+1-N時(shí)刻周期為N的干擾信號(hào)；

3)構(gòu)造帶干擾抑制作用的反雙曲正弦吸引律，提供的離散時(shí)間形式的吸引律為

其中，arsinh()是反雙曲正弦函數(shù)，ρ、ε表示吸引速度的兩個(gè)常數(shù)，δ為反雙曲正弦函數(shù)斜率系數(shù)且可調(diào)節(jié)arsinh()的函數(shù)值和變化率，其取值范圍為：ε＞0，0＜ρ＜1，δ＞0；e_k,e_k+1分別為k和k+1時(shí)刻的跟蹤誤差；

4)具有干擾抑制作用的理想誤差動(dòng)態(tài)：

上述也“嵌入”了干擾抑制措施的吸引律；

5)依據(jù)理想誤差動(dòng)態(tài)(4)和(5)，離散雙周期重復(fù)控制器的表達(dá)式為

式中，λ為表達(dá)周期干擾抑制速度常數(shù)，且0＜λ＜1，

u_k為k時(shí)刻的控制輸入信號(hào)，分別為k，k-M，k+1-i，k+1-M-i時(shí)刻周期為M的控制輸入信號(hào)，分別為k，k-N，k+1-i，k+1-N-i時(shí)刻周期為N的控制輸入信號(hào)，y_k+1-M，y_k+1-i，y_k+1-M-i，y_k+1-N，y_k+1-N-i分別為k+1-M，k+1-i，k+1-M-i，k+1-N，k+1-N-i時(shí)刻的輸出信號(hào)，r_k+1為k+1時(shí)刻的給定參考信號(hào)，e_k為k時(shí)刻的跟蹤誤差，a₁,…,a_n,b₁,…,b_m(b₁≠0,n≥m)為伺服系統(tǒng)

的系統(tǒng)參數(shù)，y_k+1和y_k+1-i分別表示k+1，k+1-i時(shí)刻的輸出信號(hào)，i＝1,2,…,n，u_k+1-i表示k+1-i時(shí)刻的控制輸入信號(hào)(i＝1,2,…,m)，為k+1時(shí)刻周期為M的干擾信號(hào)，為k+1時(shí)刻周期為N的干擾信號(hào)，記表示k+1時(shí)刻的系統(tǒng)干擾信號(hào)；

離散雙周期重復(fù)控制器(6)也可表達(dá)成

其中，為k時(shí)刻周期為M的控制輸入信號(hào)的修正量，為k時(shí)刻周期為N的控制輸入信號(hào)的修正量，

2.如權(quán)利要求1所述的基于反雙曲正弦吸引律的離散雙周期重復(fù)控制器，其特征在于：所述離散雙周期重復(fù)控制器的可調(diào)參數(shù)包括ρ，ε，δ，λ，其參數(shù)λ的整定可根據(jù)不同周期干擾的幅值來(lái)進(jìn)行，其他參數(shù)整定可根據(jù)表征系統(tǒng)跟蹤誤差收斂性能和穩(wěn)態(tài)性能的指標(biāo)進(jìn)行，表征系統(tǒng)跟蹤誤差收斂性能和穩(wěn)態(tài)性能的指標(biāo)包括單調(diào)減區(qū)域邊界Δ_MDR，絕對(duì)吸引層邊界Δ_AAL，穩(wěn)態(tài)誤差帶邊界Δ_SSE；

單調(diào)減區(qū)域邊界Δ_MDR表示為：

Δ_MDR＝max{Δ_MDR1,Δ_MDR2} (11)

式中，Δ_MDR1，Δ_MDR2為正實(shí)數(shù)，由下式確定

其中，Δ為等效干擾和的界值；

絕對(duì)吸引層邊界Δ_AAL表示為：

Δ_AAL＝max{Δ_AAL1,Δ_AAL2} (13)

式中，Δ_AAL1，Δ_AAL2為正實(shí)數(shù)，且滿足

穩(wěn)態(tài)誤差帶邊界Δ_SSE取值依據(jù)Δ_AAL來(lái)確定，如下：

a.當(dāng)時(shí)

Δ_SSE＝Δ_AAL (15)

b.當(dāng)時(shí)

c.當(dāng)Δ_AAL≥x₂時(shí)

Δ_SSE＝Δ_AAL (17)

其中，x₂為方程

的正實(shí)根。