利用分数阶微积分推广混合积分增益系统
系统与控制
2022-10-03 v2 系统与控制
摘要
混合积分增益系统 (Hybrid Integral Gain Systems, HIGS) 近年来在精密运动系统控制中备受关注。HIGS 是一种非线性低通滤波器，相比其线性对应物具有 52 度的相位优势。这一特性使我们能够避免与线性控制器相关的典型限制，如水床效应和 Bode 相位增益关系。本文中，我们通过将所涉及的整数阶积分器替换为分数阶积分器来推广 HIGS，使相位超前从 0 度（线性低通滤波器）自适应到 52 度（HIGS）。为在频域分析该滤波器，利用输出信号的傅里叶展开得到了所提滤波器即分数阶 HIGS 的描述函数。此外，将该广义 HIGS 实现于控制双积分器系统的 PID 结构中，以在时域验证所提滤波器的性能；其中当分数阶变量从零变化到一时，输出从非线性控制系统的响应变化到线性系统的响应。
引用
@article{arxiv.2204.13544,
title = {Generalizing Hybrid Integrator-Gain Systems Using Fractional Calculus},
author = {S. Ali Hosseini and Mohammad Saleh Tavazoei and Luke F. van Eijk and S. Hassan HosseinNia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13544},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 9 figures