[发明专利]一种基于幂次吸引律的离散重复控制器及其控制方法

摘要

一种基于幂次吸引律的离散重复器及其控制方法，给定环节产生周期对称的参考信号；构造周期反馈环节；基于幂次吸引律构造出理想误差动态；依据理想误差动态，构造e/v信号转换模块，其输出信号用于离散重复控制器的修正量；继而计算出重复控制器的输出信号作为伺服对象的输入，使伺服系统跟随参考信号变化。具体的控制器参数整定工作可依据表征系统收敛过程的指标进行，且提供了表征跟踪误差收敛过程的幂次单调减区域、幂次绝对吸引层和稳态误差带边界。本发明提供一种时域设计的、兼有良好的控制精度、完全抑制周期干扰信号以及有效消除慢时变非周期干扰信号的基于幂次吸引律的离散重复控制器及其控制方法。

主权项

1.一种基于幂次吸引律的离散重复控制器及其控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：1)给定周期为N的参考信号，满足rk＝±rk‑N  (1)其中，rk，rk‑N分别为k时刻和k时刻对应前一周期的参考信号；2)依据参考信号的周期特性，构造如下等效干扰：其中，wk+1，wk，wk+1‑N，wk‑N分别为k+1，k，k+1‑N，k‑N时刻的干扰信号；dk+1为k+1时刻的等效干扰信号；3)构造无抖振离散幂次吸引律ek+1＝ρ|ek|λsgn(ek)  (3)其中，sgn(·)为符号函数，e_k＝r_k‑y_k表示k时刻的跟踪误差(y_k表示k时刻输出信号)；ρ为表达吸引速度的常数，λ为吸引指数且满足其取值范围为：0≤ρ＜1，0＜α≤1，β＞1；考虑等效干扰d_k+1对e_k的影响，修正吸引律(3)，构造如下具有干扰抑制作用的理想误差动态：ek+1＝ρ|ek|λsgn(ek)‑dk+1  (4)其中，d_k+1中的项可完全消除周期干扰，d_k+1中的‑w_k±w_k‑N项对慢时变非周期干扰实现有效抑制；4)依据理想误差动态(4)，重复控制器的表达式为式中，a1,…,an,b1,…,bm(b1≠0,n≥m)为伺服系统的系统参数，yk+1，yk+1‑i，yk+1‑N，yk+1‑N‑i，yk，yk‑i，yk‑N，yk‑N‑i分别表示k+1，k+1‑i，k+1‑N，k+1‑N‑i，k，k‑i，k‑N，k‑N‑i时刻的输出信号，i＝1,2,…,n；uk+1‑i，uk‑N，uk+1‑N‑i，uk，uk‑1，uk‑1‑N，uk‑N‑i，uk‑i分别表示k+1‑i，k‑N，k+1‑N‑i，k，k‑1，k‑1‑N，k‑N‑i，k‑i时刻的控制输入信号(i＝1,2,…,m)，wk+1为k+1时刻的干扰信号；rk+1为k+1时刻的参考信号。