复位控制系统的环路整形——一种高阶正弦输入描述函数方法
系统与控制
2021-04-08 v1 机器人学
系统与控制
摘要
精密运动行业对速度与精度日益增长的需求已将控制要求推至线性控制理论的极限。像复位这样的非线性控制器提供了一种可行的替代方案，因为它们可轻松集成到现有线性控制器结构中，并使用行业偏好的环路整形技术进行设计。然而，目前环路整形使用描述函数（DF）实现，而性能分析使用不适用于复位控制系统的线性控制灵敏度函数，导致预期结果与实际结果之间的显著偏差。我们在本文中以两项贡献克服了复位控制更广泛应用的主要瓶颈。首先，我们以高阶正弦输入描述函数（HOSIDFs）的形式给出了复位控制器频域工具的扩展，为其行为提供了更深入的洞察。其次，我们提出了一种新方法，利用开环复位控制系统的 DF 与 HOSIDFs 来估计闭环灵敏度函数，首次建立了复位控制系统开环与闭环行为在频域中的关系。所提方案的准确性在精密定位平台上的仿真与实践中均得到验证，并进一步分析这些结果以获得复位控制器调参考虑的洞察。
引用
@article{arxiv.2008.10908,
title = {Loop-shaping for reset control systems -- A higher-order sinusoidal-input describing functions approach},
author = {Niranjan Saikumar and Kars Heinen and S. Hassan HosseinNia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10908},
year = {2021}
}