[发明专利]一种基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法

权利要求书

1.一种基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，该方法包括：

获取接收腔的温度阶跃响应曲线，并辨识接收腔的数学模型；

建立PI控制器的预设控制策略，根据所述预设控制策略获取PI控制器参数；

建立所述数学模型与所述预设控制策略的关系，获得开环传递函数；

根据频域分析法和所述开环传递函数建立PI控制器参数与频域性能指标的关系，获得目标函数；

根据预设频域性能指标和所述目标函数计算所述PI控制器参数。

2.根据权利要求1所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，所述数学模型为：

其中，G(s)为s的函数，θ为滞后时间，τ为时间常数，K为热连接的热导率，e为自然常数，s为拉普拉斯变化算子。

3.根据权利要求1所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，所述预设控制策略为：

其中，C(s)为s的函数，P为比例因子，I为积分因子；所述PI控制器参数包括：所述比例因子和所述积分因子，s为拉普拉斯变换算子。

4.根据权利要求3所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，所述开环传递函数为：

G₀(s)＝C(s)G(s)，其中，C(s)为所述PI控制器的预设控制策略，G(s)为所述数学模型。

5.根据权利要求4所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，“建立所述数学模型与所述预设控制策略的关系，获得开环传递函数”的步骤具体为：

其中G₀(s)为s的开环传递函数，θ为滞后时间，τ为时间常数，K为热连接的热导率。

6.根据权利要求5所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，所述频域性能指标包括：开环剪切频率和相角裕度。

7.根据权利要求6所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，“根据频域分析法和所述开环传递函数建立PI控制器参数与频域性能指标的关系，获得目标函数”的步骤包括：

根据所述开环剪切频率，建立所述开环剪切频率与所述PI控制器参数的关系，获得第一目标函数；

建立所述开环剪切频率、所述PI控制器参数和所述相角裕度的关系，获得第二目标函数。

8.根据权利要求7所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，“根据所述开环剪切频率，建立所述开环剪切频率与所述PI控制器参数的关系，获得第一目标函数”的步骤为：

将开环传递函数变为以开环剪切频率为自变量的函数，建立|G₀(jω_c)|＝1，并求解获得第一目标函数，其中，j为虚数单位，ω_c为开环剪切频率，|G₀(jω_c)|为系统在ω_c角频率处的幅值；所述第一目标函数为：

9.根据权利要求7所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，“建立所述开环剪切频率、所述PI控制器参数和所述相角裕度的关系，获得第二目标函数”的步骤为：

建立γ＝∠G₀(jω_c)-(-180°)，并求解获得第二目标函数，其中，j为虚数单位，ω_c为开环剪切频率，γ为相角裕度，∠G₀(jω_c)为系统在ω_c角频率处的相角；所述第二目标函数为：

10.根据权利要求1所述的基于频域分析法的太阳辐射监测仪在轨自整定方法，其特征在于，“根据预设频域性能指标和所述目标函数计算PI控制器参数”的步骤包括：

根据预设的频域性能指标和所述第二目标函数计算所述积分因子；

根据预设的频域性能指标、所述积分因子、所述第一目标函数计算所述比例因子。