[发明专利]一种采用干扰差分补偿的离散时间控制器吸引律设计方法

摘要

一种采用干扰差分抑制策略的离散时间控制器吸引律设计方法，给定模块产生参考信号；依据给定参考信号的具体形式，构造相应的干扰差分补偿反馈环节，其输出信号用于离散时间控制器中的干扰补偿；基于吸引律构建理想误差动态，依据理想误差动态设计离散时间控制器，将当前的控制器计算获得的信号作为伺服对象的输入。具体的控制器参数整定可依据表征系统收敛性能的指标进行，且提供了表征跟踪误差收敛过程的稳态误差带、绝对吸引层和单调减区域的具体表达式。本发明提供的离散时间控制器设计,根据给定参考信号，采用相应干扰差分补偿措施，通过抑制干扰提高跟踪精度。

主权项

1.一种采用干扰差分抑制策略的离散时间控制器吸引律设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1.给定参考信号rk给定参考信号rk，为时间变量k的多项式，M表示该多项式的最高幂次，三种参考信号如下：1)方波信号，M＝02)三角波信号，M＝13)S曲线，M＝3其中，A为幅值，N为参考信号在一个周期中的采样次数；步骤2.构造理想误差动态针对无切换吸引律ek+1＝(1‑ρ)ek  (4)其中，0＜ρ＜1，ek＝rk‑yk为k时刻的系统跟踪误差，yk为k时刻的系统实际输出信号；将干扰抑制措施嵌入该吸引律，可构造理想误差动态其中，d_k+1为k+1时刻的等效干扰，用于补偿等效干扰；为等效干扰补偿误差；步骤3.干扰差分补偿策略本发明取等效干扰补偿作用为针对具体的参考信号定义等效干扰，其形式为：M＝0时的等效干扰信号dk+1＝wk+1  (6)M＝1时的等效干扰信号dk+1＝wk+1‑wk  (7)M＝3时的等效干扰信号dk+1＝[(wk+1‑wk)‑(wk‑wk‑1)]‑[(wk‑wk‑1)‑(wk‑1‑wk‑2)]  (8)其中，wk+1为k+1时刻的干扰；定义干扰差分步数为L，L表示干扰补偿误差包含L个相继时刻的干扰；如式(6)，两步干扰差分dk+1‑dk＝wk+1‑wk，包含wk+1与wk两个时刻干扰；为有效抑制干扰，在选择等效干扰时，应满足如下条件其中，为不小于·的最小整数；步骤4.控制器设计依据理想误差动态(5)和等效干扰信号dk+1，给出如下控制器的表达式：1)对于方波参考信号式(1)，其中，F(q‑1)＝B(q‑1)‑b0；2)对于三角波参考信号式(2)，其中，3)对于S曲线参考信号式(3)，式(10)至式(12)中，A(q‑1)、B(q‑1)为伺服系统A(q‑1)yk＝q‑1B(q‑1)uk+wk  (13)关于q‑1的参数多项式：A(q‑1)＝1+a1q‑1+a2q‑2+……+anq‑nB(q‑1)＝b0+b1q‑1+b2q‑2+……+bmq‑m其中，uk与yk分别为伺服系统k时刻的输入及输出信号，q‑1为一步延迟算子，m、n分别为A(q‑1)、B(q‑1)的阶数，b0≠0，1≤m≤n。