[發(fā)明專(zhuān)利]一種控制系統(tǒng)參數(shù)自整定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110750214.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113655714B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井峰;馬彩文;馮旭斌;謝梅林;劉鵬;廉學(xué)正;曹鈺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王楊洋

本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)參數(shù)自整定方法，其目的是解決現(xiàn)有基于模型的自整定方法，若系統(tǒng)參數(shù)的確定性及辨識(shí)精度不足，會(huì)影響系統(tǒng)整定效果，而基于規(guī)則的自整定方法，存在實(shí)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，快速性不足的技術(shù)問(wèn)題。該方法包括以下步驟：1)控制性能指標(biāo)修正；2.1)控制性能指標(biāo)實(shí)時(shí)計(jì)算；2.2)以系統(tǒng)給定信號(hào)作為輸入，結(jié)合步驟1)和2.1)所得結(jié)果，通過(guò)調(diào)整算式中控制系統(tǒng)參數(shù)更新速率參數(shù)α和控制系統(tǒng)參數(shù)懲罰參數(shù)β，達(dá)到最優(yōu)自整定速率；3)存儲(chǔ)最優(yōu)自整定速率對(duì)應(yīng)的α和β，作為自整定參數(shù)作為控制參數(shù)K的自整定參數(shù)；4)利用系統(tǒng)給定信號(hào)，結(jié)合修正后控制性能指標(biāo)A_mod和自整定參數(shù)，對(duì)控制系統(tǒng)的控制參數(shù)K進(jìn)行自整定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種參數(shù)自整定方法，具體涉及一種用于控制系統(tǒng)的參數(shù)自整定方法。

背景技術(shù)

在控制技術(shù)領(lǐng)域，由于系統(tǒng)參數(shù)不同，比如被控對(duì)象慣量、傳感器噪聲和摩擦力等均存在不同程度差異，使得需對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制參數(shù)調(diào)試，以滿(mǎn)足系統(tǒng)控制的精度要求。PI(比例積分控制規(guī)律)是一種控制系統(tǒng)常用的校正算法，該方法需進(jìn)行逐步調(diào)試，以達(dá)到控制性能要求，然而調(diào)試過(guò)程中對(duì)于控制參數(shù)的迭代，耗時(shí)較多。隨著高性能微處理器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，其為控制系統(tǒng)中控制參數(shù)的自整定提供了便利。

現(xiàn)有的參數(shù)自整定方法可分為兩類(lèi)：基于模型的自整定方法和基于規(guī)則的自整定方法。其中，基于模型的自整定方法依賴(lài)于系統(tǒng)部分已知參數(shù)，并采用辨識(shí)方法獲取部分系統(tǒng)參數(shù)，該方法需依賴(lài)精確的系統(tǒng)模型，若系統(tǒng)參數(shù)的確定性及辨識(shí)精度不足，會(huì)影響系統(tǒng)整定效果；而基于規(guī)則的自整定方法，采用智能控制算法實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的尋優(yōu)，該方法存在的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，快速性不足。因此，亟需一種無(wú)需精確系統(tǒng)參數(shù)，就能夠快速整定控制參數(shù)，易于工程實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)參數(shù)自整定方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有基于模型的自整定方法，存在需依賴(lài)精確的系統(tǒng)模型，若系統(tǒng)參數(shù)的確定性及辨識(shí)精度不足，會(huì)影響系統(tǒng)整定效果，而基于規(guī)則的自整定方法，需采用智能控制算法實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的尋優(yōu)，存在實(shí)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，快速性不足的技術(shù)問(wèn)題，提供一種控制系統(tǒng)參數(shù)自整定方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)解決方案如下：

一種控制系統(tǒng)參數(shù)自整定方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)控制性能指標(biāo)修正

1.1)生成控制系統(tǒng)的系統(tǒng)給定信號(hào)，該系統(tǒng)給定信號(hào)為周期方波信號(hào)；

1.2)進(jìn)行控制性能示教，根據(jù)示教結(jié)果，記錄控制性能指標(biāo)

將步驟1.1)生成的系統(tǒng)給定信號(hào)作為控制給定，調(diào)整控制系統(tǒng)的控制參數(shù)K，使得控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期性能，實(shí)時(shí)計(jì)算每個(gè)方波周期的系統(tǒng)誤差小于零時(shí)的誤差平方和，作為控制性能指標(biāo)并存儲(chǔ)；

1.3)對(duì)步驟1.2)所得控制性能指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，得到可實(shí)現(xiàn)預(yù)期校正效果的修正后控制性能指標(biāo)A_mod并存儲(chǔ)；

2)進(jìn)行控制系統(tǒng)自整定速率參數(shù)調(diào)試

2.1)控制性能指標(biāo)實(shí)時(shí)計(jì)算

根據(jù)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)輸入與輸出，實(shí)時(shí)計(jì)算控制系統(tǒng)的一個(gè)方波周期內(nèi)系統(tǒng)誤差大于零時(shí)的誤差平方和A_act1、系統(tǒng)誤差小于零時(shí)的誤差平方和A_act2，作為實(shí)時(shí)控制性能指標(biāo)并存儲(chǔ)；

2.2)自整定速率調(diào)整

以步驟1.1)所得系統(tǒng)給定信號(hào)作為輸入，結(jié)合步驟1.3)和步驟2.1)所得結(jié)果，根據(jù)以下算式，通過(guò)調(diào)整算式中控制系統(tǒng)參數(shù)更新速率參數(shù)α和控制系統(tǒng)參數(shù)懲罰參數(shù)β，達(dá)到最優(yōu)自整定速率：

其中，