[发明专利]基于GSHF的输入时间延迟的控制系统最小相位特性保持方法

权利要求书

1.基于GSHF的输入时间延迟的控制系统最小相位特性保持方法，其特征在于：本发明针对的是一类具有时间延迟D的可观可控线性时不变系统，系统表达式为：

时间延迟D是一个常数能够影响作用于系统的输入信号的表达式；没有时间延迟条件下的GSHF的分段常值脉冲响应函数可以表示为：

1)假设每一个采样周期内因为时间延迟的存在影响的是N等份中的第一份的初始值，并令第一等份开始之前的响应值为0；

2)推导出了时间延迟D作用下的分段常值GSHF的表达式：其中，表示对内容取整操作，于是存在

3)考虑r阶积分控制系统存在时间延迟D时，在GSHF条件作用下，可以得到对应的离散时间控制系统精确的状态空间表达式：x_k+1＝A_dx_k+B_τ.GSHFu_k-q，其中和紧接通过分析系统的输入输出关系，推导精确离散时间系统所对应的传递函数表达式，以便于进一步分析系统的最小相位特性；

4)进一步考虑更加一般的线性时间延迟控制系统在GSHF条件下的离散时间系统模型，在这里，想要得出离散时间系统的精确离散时间系统模型是比较困难的，需要探讨在采样周期趋近于零情况(这是符合实际生产过程中数字控制器采样时间要求的)下的近似情况，具体近似情况为：

5)得到特殊情况和一般情况下的离散时间系统精确或者近似表达形式后，需要获取离散时间系统中表征最小相位特性的零动态表达式，利用解方程的思想求解零动态表达式中解位于稳定区域情况下的参数条件；

6)零动态区域稳定条件下的时候，存在两种特殊情况：第一种是将离散时间系统零点配置到原点位置，需要满足的条件为将G_N,r(z,τ)展开为求和形式选取α_i的值满足g_c＝0，其中c＝0,1,L,N-i-2；

7)第二种情况是实现离散时间系统零动态的任意配置，需要满足的条件为：当系统相对阶数r＝2并且N-i＝2的时候，当且仅当或者时均可保证离散时间系统最小相位特性。

2.根据权利要求1所述的基于GSHF的输入时间延迟的控制系统最小相位特性保持方法，其特征在于：没有时间延迟条件下的GSHF的分段常值脉冲响应函数中的T表示采样周期，它被均分为N等份；令时间延迟D与采样周期T具有如下的关联关系：D＝qT+τ；其中的q属于自然数，0≤τ＜T。

3.根据权利要求1所述的基于GSHF的输入时间延迟的控制系统最小相位特性保持方法，其特征在于：为了更好的理解时间延迟条件下离散时间系统最小相位特性，需要给出如下一个表达式定义，便于展开一些结论的计算；

定义1：假设γ＝γ′T，和显然，其中的γ′是输入区间中的一个小于N等份之一的值，存在关系表达式：

G_N,r(z,τ)＝r！·detZ_N,r

其中，