1.一种采用扰动补偿的椭圆趋近律的离散重复控制方法,其特征在于:所述控制方法包括以下步骤:
1)伺服系统的差分方程模型
e(k+1)=Ae(k)+b(u(k)+w(k)) (1)其中,e(k),e(k+1)表示伺服系统在k,k+1时刻的跟踪误差,u(k)表示伺服系统k时刻的输入控制,w(k)表示伺服系统在k时刻的干扰信号,A表示伺服系统矩阵,b表示系统的控制系数;
2)给定周期参考信号,满足
r(k)=r(k‑N) (2)其中,N表示参考信号的周期,r(k)表示伺服系统在k时刻的参考信号,r(k‑N)表示伺服系统在上一周期的第k时刻的参考信号;
3)定义跟踪误差
e(k)=y(k)‑r(k) (3)其中,y(k)表示伺服系统在k时刻的系统输出;
T T
4)选取线性切换函数为s(k)=ce(k),c为增益参数,其选取决定了系统在滑模面上的收敛性和收敛速度;
5)构造等效扰动
T
d(k)=cb(w(k)‑w(k‑N)) (4)其中,d(k)表示伺服系统在k时刻的等效扰动信号,w(k‑N)表示伺服系统在上一周期的第k时刻的干扰信号;
6)构造离散时间椭圆趋近律
s(k+1)=(1‑ρ)s(k)‑εfal(s(k),δ) (5)其中,s(k+1)表示k+1时刻的切换函数;趋近律中构造的椭圆函数为ρ、ε和δ均为可调参数,且0<ρ<1,δ>0,ε>0;
7)根据上述的椭圆趋近律,构造理想切换动态*
s(k+1)=(1‑ρ)s(k)‑εfal(s(k),δ)+d(k)‑d(k) (6)*
其中,d (k)表示k时刻d(k)的补偿量;记du,dl分别为d(k)的上下限,d(k)满足du≥d(k)*≥dl,取 得|d (k)‑d(k)|≤Δ,其中Δ为理想切换动态公式(6)中干扰的界;
8)根据所述的理想切换动态构造离散滑模重复控制器T ‑1 T *
u(k)=u(k‑N)+(c b) [(1‑ρ)s(k)‑εfal(s(k),δ)‑s(k+1‑N)‑c A(e(k)‑e(k‑N))‑d(k)] (7)T ‑1
其中,u(k‑N)表示伺服系统在上一周期的第k时刻的控制变量,(cb) 表示矩阵系数,sT(k+1‑N)表示伺服系统在上一周期的第k+1时刻的切换函数,cA表示增益系数,e(k‑N)表示伺服系统在上一周期的第k时刻的跟踪误差变量;
将u(k)作为伺服对象的控制器输入信号,测量获得伺服系统输出信号y(k),跟随参考信号r(k)变化。
2.如权利要求1所述的一种采用扰动补偿的椭圆趋近律的离散重复控制方法,其特征在于:在重复控制器设计完成之后,控制器参数整定依据表征系统收敛性能的指标进行;为表征系统收敛性能,引入单调收敛层边界、绝对收敛层边界和拟滑模带边界概念,具体定义如下:单调收敛层边界ΔMDR:在单调收敛层边界外,s(k)同号单调递减,即绝对收敛层边界ΔAL:在绝对收敛层外,|s(k)|单调递减,即T
拟滑模带边界ΔQSM:系统在切换平面s(k)=ce(k)=0的一个领域内运动,一旦进入该领域内,就会稳定于其内,即①单调收敛层边界ΔMDR
其中
②绝对收敛层边界ΔAL
其中
③拟滑模带边界ΔQSM
(i)δ≤Z1
(ii)Z1<δ<Z2
(iii)Z1<Z2<δ
其中
3.如权利要求1或2所述的一种采用扰动补偿的椭圆趋近律的离散重复控制方法,其特征在于:该控制器的可调整参数包括ρ、ε和δ;参数整定依据表征收敛过程的指标。
4.如权利要求1或2所述的一种采用扰动补偿的椭圆趋近律的离散重复控制方法,其特征在于:所述步骤5)中,假设du≥d(k)≥dl,则