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专利号: 2020107877467
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用扰动补偿的抛物线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)电机伺服系统方程模型

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时刻的跟踪误差变量,u(k)表示伺服系统k时刻的控制变量,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)、r(k‑N)表示伺服系统在k、k‑N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时刻的系统输出信号;

T T

4)选取线性切换函数为s(k)=ce(k),c为增益参数;

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k‑N时刻的干扰信号;

6)构造离散时间抛物线趋近律

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;趋近律中构造的抛物线函数为ρ、ε和δ均为可调参数,且0<ρ<1,δ>0,ε>0;

7)根据式(5)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 可得|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的模型: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k‑N时刻的控制变量,(cb) 表示矩阵系数,s(k+1‑N)表T示伺服系统在k+1‑N时刻的切换函数,cA表示增益系数,e(k‑N)表示伺服系统在k‑N时刻的跟踪误差变量。

2.如权利要求1所述的一种采用扰动补偿的抛物线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抛物线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;参数整定可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抛物线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