[发明专利]一种防止信号突变的步进式控制方法、控制器及工作方法

权利要求书

1.一种防止信号突变的步进式控制方法，其特征在于，对控制信号的状态改变时电压是否阶跃进行实时判断；当电压阶跃时自动修改实时信号的状态为步进状态，避免阶跃电压可能对驱动器压电叠堆造成损坏。

2.根据权利要求1所述的防止信号突变的步进式控制方法，其特征在于，所述的控制信号的状态包括：偏置电压连续激励、正弦信号连续激励、0→偏置电压、偏置电压→偏置电压+正弦信号、偏置电压→0。

3.根据权利要求2所述的防止信号突变的步进式控制方法，其特征在于，所述的0→偏置电压、偏置电压→偏置电压+正弦信号、偏置电压→0的实时判断过程如下：

当控制信号输入满足如下条件时，实时输出信号为：上一步的输出信号+指定步长；若不满足则直接输出当前期望信号：

其中，dU＝UIn-UOut；dUOutM＝UOutM–UoutM2；

VSlop：斜坡信号爬升速度

UIn:步进控制模块第n步的指令输入

UOut:步进控制模块第n步的指令输出

UOutM:步进控制模块第n-1步的指令输出

UOutM2:步进控制模块第n-2步的指令输出

dUSinMax:正弦信号单步最大增量

dt:信号采样时间间隔

所设置条件不能在正弦信号连续激励和偏置电压连续激励状态下触发步进控制，因此，根据正弦信号的特点

上式中，y表示随时间变化的电压信号，y′表示正弦信号变化的速度，A表示正弦信号的幅值，Ω表示旋翼的基频，n表示频率的倍数，表示正弦信号的相位。

若信号的最大电压范围为0V～BV，显然当信号不饱和时，可得到

dUSinMax＝B/2nΩ*dt*C

上式中，B表示最大允许电压，C表示安全系数，防止信号饱和情况下的误判。

4.一种应用权利要求1-3任一项所述的控制方法的步进式伺服补偿控制器，其特征在于，包括前级步进式控制模块，前级步进式控制模块与伺服补偿控制模块连接，伺服补偿控制模块经控制器开闭环开关与后级步进式控制模块连接，后级步进式控制模块与低通滤波器连接；所述的前级步进式控制模块包括步进控制单元，步进控制单元与调制单元连接，调制单元连接和混合单元连接，混合单元连接与伺服补偿控制模块连接；所述的步进控制单元用于消除控制信号的状态改变时的阶跃；所述的调制单元连接用于调制消除阶跃后的信号；所述的混合单元用于将消除阶跃后的信号混合并输出。

5.根据权利要求4所述的步进式伺服补偿控制器，其特征在于，控制信号的状态改变包括0→偏置电压、偏置电压→偏置电压+正弦信号、偏置电压→0。

6.根据权利要求4所述的步进式伺服补偿控制器，其特征在于，所述的前级步进式控制模块用于消除“偏置电压→偏置电压+正弦信号、偏置电压+正弦信号→偏置电压”状态转换引起的信号1阶不可导或不连续问题。

7.根据权利要求4所述的步进式伺服补偿控制器，其特征在于，所述的后级步进式控制模块用于消除开闭环信号状态改变时的阶跃。

8.一种如权利要求4-7任一项所述的步进式伺服补偿控制器的工作方法，其特征在于，对给定的输入信号，将信号分解成稳态时域信号、各个频率谐波的正、余弦分量时域信号作为控制器的输入，控制器开闭环开关在控制器初始化时与伺服补偿控制模块相连，当需要结束控制时，将开闭环开关与“0”信号相连，即输入为0，回路开环。