[发明专利]控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其涉及一种可切换控制方式的控制系统。

背景技术

随着科技的进步，伺服马达的控制在各种产业皆扮演相当重要的角色。目前一般伺服马达的控制方法大多是采用比例积分(Proportional Integral，PI)或是比例积分微分(Proportional Integral Derivative，PID)控制。

然而，传统的PI控制或是PID控制在实际应用上会面临到一些问题。比如说，PI控制或是PID控制若是只使用单一的参数，这样的控制方式恐怕难以适应系统随着时间或是环境的变化，因而产生了强健性(robustness)的问题。也就是说，单纯的PI控制或是PID控制无法使系统发挥最佳的输出性能。

另一方面，PI控制若是要增加系统的响应速度，会使系统过度调整(overshooting)，降低系统的精准度。反之，如果是要避免过度调整(overshooting)，则会使系统的响应速度降低。

总而言之，当前伺服马达的控制系统，无法随着环境或是时间的变化而进行调整，亦难以在系统的响应速率与过度调整之间取得适合的平衡点。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提出一种控制系统，此控制系统包括第一运算元件、反馈比例控制器、积分器、前馈比例控制器与第二运算元件。控制系统用以接收输入信号与反馈信号，并产生一输出信号。

第一运算元件用以接收输入信号与反馈信号，并且产生第一运算信号。

第二运算元件用以接收前馈比例信号、反馈比例信号与积分信号，并产生输出信号。

反馈比例控制器用以接收反馈信号，并选择性地根据第一反馈增益或第二反馈增益而产生反馈比例信号。

积分器用以接收第一运算信号，并产生积分信号。

前馈比例控制器用以接收输入信号，并选择性地根据第一前馈增益或第二前馈增益而产生前馈比例信号。

其中，积分器根据第一积分增益或第二积分增益而产生积分信号。

本发明公开数个不同实施例。

在一实施例中，第一反馈增益不等于第一前馈增益，且第二反馈增益等于第二前馈增益。在另一实施例中，第一反馈增益不等于第一前馈增益，且第二前馈增益等于零。在另一实施例中，第一反馈增益不等于第一前馈增益，第二反馈增益等于第二前馈增益，且第二积分增益等于零。而在另一实施例中，第一反馈增益等于第一前馈增益，第二反馈增益等于第二前馈增益，且第二积分增益等于零。

通过本发明的控制系统，可在多种不同的控制方法(比如说在虚拟微分前馈(Pseudo-Derivative Feedforward，PDFF)、比例积分(Proportional Integral，PI)、虚拟微分反馈(Pseudo-Derivative Feedback，PDF)或是比例(Proportional，P))之间进行自动地切换，以提供高效能的控制方式。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的系统方块图；

图2为本发明的第二实施例的系统方块图；

图3为本发明的第三实施例的系统方块图；

图4为本发明的第三实施例的响应波形图；

图5为本发明的第四实施例的系统方块图；

图6为本发明的第五实施例的系统方块图；

图7为本发明的第六实施例的系统方块图；

图8为本发明的第七实施例的系统方块图；

图9为本发明的第八实施例的系统方块图；以及

图10为本发明的控制系统的运用实施例。

【主要元件符号说明】

10    控制系统

22    第一运算元件

24    第二运算元件

32    反馈比例控制器

34    前馈比例控制器

40    积分器

51    第一多工器

52    第二多工器

53    第三多工器

61    第一比较器

62    第二比较器

63    第三比较器

81    虚线线段

82    虚线线段

83    实线线段

90a   位置控制回路

90b   速度控制回路

91    速度计算回路

92    Q电流控制回路

93    前馈式坐标转换模块