[發明專利]一種疲勞試驗機周期波形的諧波控制方法

有效

• 申請號: 201810960074.8
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109324502B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 陳章位;李潮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

1.一種疲勞試驗機周期波形的諧波控制方法，其特征在于，該方法采集輸出波形，并進行諧波幅值相位的估計，根據當前的估計結果，通過諧波控制器對下一幀輸入波形進行修正，以此不斷迭代修正；其中，諧波幅值相位的估計方法如下：

設x(t)為t時刻采集得到的輸出響應信號，由n個不同頻率的正弦波合成，設為：

其中，ω_i為第i階諧波頻率，A_i是第i階諧波的幅值，是第i階諧波的相位；

對于第i階頻率，根據積化和差公式得到：

其中，和是正弦信號，其頻率為ω_i的兩倍；

將I₁、I₂分別經過低通濾波器濾波，將高頻的信號和濾掉，得到其中包含了A_i、的信息；通過變換得到幅值和相位的估計：

諧波控制器的修正方法如下：

根據幅值和相位的估計，獲得幅值誤差E_A和相位誤差E_P：

其中，上標k代表迭代的次數，下標i代表第i階諧波；是第k次迭代中第i階諧波的幅值誤差，是第k次迭代第i階諧波的實際響應信號的幅值估計；是第k次迭代中第i階諧波的相位誤差，第k次迭代第i階諧波的實際響應信號的相位估計；A_di為指令波形第i階諧波的幅值，為指令波形第i階諧波的相位；

根據每次的幅值誤差和相位誤差對下一幀輸入波形，即諧波控制器的輸出幅值和輸出相位，進行迭代修正：

是諧波控制器在第k次迭代中第i階諧波的輸出幅值；P_i^k是諧波控制器在第k次迭代中第i階諧波的輸出相位，μ、η為修正因子，μ＜1，η＜1。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述指令波形為周期波，包括三角波、方波。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，采用有限個諧波近似合成指令周期波：

其中，r(t)是時域周期波形，n是諧波個數，ω_i為第i階諧波頻率，A_di是指令波形第i階諧波的幅值，是指令波形第i階諧波的相位。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，若所述指令波形為方波，方波的合成方法如下：

(1)采用有限個諧波近似合成周期波；

其中，r(t)是時域周期波形，n是諧波個數，ω_i為第i階諧波頻率，A_di是指令波形第i階諧波的幅值，是指令波形第i階諧波的相位；

(2)對各階諧波的幅值相位進行優化，優化的指標函數為合成的方波與理想方波的誤差平方加權和：

λ_k為第k個離散點的加權系數，N為單個周期中離散點的個數；e_k為第k個離散點的合成的方波與理想方波的誤差；

(3)在不連續點a_k處，取一鄰域區間[a_k-δ,a_k+δ]，采用較小的加權系數獲得優化指標J，對各階諧波的幅值相位進行優化，使得指標函數J最?。蛔詈蟮贸瞿軌蚝铣山o定的周期波形的各階諧波的最優幅值A_di和相位