[發明專利]一種基于混合脈沖激勵的輸入整形器及設計方法

有效

• 申請號: 202010317911.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111338216B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 宋寶;鐘靖龍;陳天航;唐小琦;周向東;劉永興;李虎;楊承博;肖千紅;余文濤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D15/01
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法，其特征在于，所述基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法包括：

步驟一，建立二階振動系統閉環傳遞函數；

步驟二，根據步驟一建立的二階振動系統閉環傳遞函數，對阻尼二階振動系統建立仿真模型；

步驟三，在交流伺服系統的位置指令輸入端給定固定采樣時長的單位階躍信號，獲取阻尼二階振動系統對單位階躍信號的響應曲線；

步驟四，對響應曲線進行頻譜分析，得到阻尼二階振動系統振動頻率以及阻尼比；

步驟五，根據阻尼二階振動系統振動頻率以及阻尼比，通過求解約束方程得到混合脈沖激勵輸入整形器的混合脈沖序列；

所述步驟五進一步包括：

第一步，輸入整形器系列脈沖之和：

第二步，將該脈沖序列作用于二階振動系統閉環傳遞函數的阻尼二階振動系統，得到殘余振動為：

其中

其中，A_i、t_i分別為脈沖序列中各脈沖的幅值以及作用時刻，阻尼二階振動系統的振動頻率為

第三步，給定混合脈沖序列幅值：

其中，Q為整形器的品質因數，n為奇數；

第四步，對混合脈沖序列作用時間增加約束條件滿足殘余振動式為零，約束條件為：

第五步，增加殘余振動微分為零，即：

通過給定混合脈沖序列幅值條件求解約束方程、得到混合脈沖序列激勵下的輸入整形器各脈沖序列幅值A_i以及作用時間t_i；

步驟六，將得到的混合脈沖序列與期望輸入進行卷積得到輸入指令，完成對阻尼二階振動系統的殘余振動抑制。

2.如權利要求1所述的基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法，其特征在于，所述步驟一二階振動系統閉環傳遞函數為：

其中，ω_n為系統自然振動頻率，ξ為系統阻尼比。

3.一種利用權利要求1～2任意一項所述的基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法獲得的基于混合脈沖激勵的輸入整形器。

4.一種接收用戶輸入程序存儲介質，所存儲的計算機程序使電子設備執行權利要求1～2任意一項所述的基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法。

5.一種利用權利要求1～2任意一項所述的基于混合脈沖激勵的輸入整形器設計方法的剛度有限傳動設備伺服系統。