【技术实现步骤摘要】
无线控制装置中的控制系统量化器及其量化反馈控制方法
本专利技术涉及无线控制装置的量化反馈控制
，尤其涉及一种无线控制装置中的控制系统量化器及其量化反馈控制方法。
技术介绍
随着信息化和数字化技术在现代控制系统中的广泛应用，量化反馈控制成为了现代控制理论与控制工程中的一个非常重要的研究课题，受到了巨大的关注。如空中、陆地上、水上和水下的无线控制装置，都涉及到量化反馈控制问题。在量化反馈控制过程中，系统状态信息需要通过无线通信通道，传输给控制器。采用数字通信将导致系统状态必须要进行量化、编码，而系统状态量化将不可避免地产生量化误差。产生的量化误差大小，直接导致控制系统的性能下降，严重时可能导致控制系统失去稳定性。系统状态量化误差大小是由传输系统状态信息的信息率大小来决定的。如果信息率越小，系统状态量化误差也就越大；相反地，如果信息率越大，系统状态量化误差也就越小。通常情况下，通信带宽都是受限的。特别是在电磁环境恶劣的条件下，无线通信的带宽更加有限，从而导致分配给每个系统状态的信息率也是很有限的。现代控制系统变得越来越复杂，对控制性能要求也越来要高。这导致有限信息...
【技术保护点】
1.一种无线控制装置中的控制系统量化器，其特征在于：包括依次连接的系统状态分解器、信号模数变换器、嵌入式微处理器和无线通信电路；系统状态分解器连接无线控制装置中控制系统的系统状态观测器，针对系统矩阵具有特征值为共轭复根的情况，基于系统矩阵奇异值分解实现系统状态信号的分解，从而获得系统状态分解量；信号模数变换器用于对系统状态分解器得到的系统状态分解量进行模拟信号到数字信号的转换，实现其数字化；嵌入式微处理器中集成系统参数初始化模块、信息率优化分配模块、量化参数计算模块和量化值生成模块；系统参数初始化模块用于对系统参数完成初始化设置，并对系统矩阵G∈Rn×n进行奇异值分解，得到...
【技术特征摘要】
1.一种无线控制装置中的控制系统量化器，其特征在于：包括依次连接的系统状态分解器、信号模数变换器、嵌入式微处理器和无线通信电路；系统状态分解器连接无线控制装置中控制系统的系统状态观测器，针对系统矩阵具有特征值为共轭复根的情况，基于系统矩阵奇异值分解实现系统状态信号的分解，从而获得系统状态分解量；信号模数变换器用于对系统状态分解器得到的系统状态分解量进行模拟信号到数字信号的转换，实现其数字化；嵌入式微处理器中集成系统参数初始化模块、信息率优化分配模块、量化参数计算模块和量化值生成模块；系统参数初始化模块用于对系统参数完成初始化设置，并对系统矩阵G∈Rn×n进行奇异值分解，得到系统矩阵奇异值μ1，，μ2，…，μn和分解矩阵N；信息率优化分配模块用于对每个系统状态分解量分配信息率，基于奇异值分解给出信息率优化分配策略，在满足系统的控制性能要求下，实现所需的信息率最小化；根据奇异值大小，设定第i个系统状态分解量所分配的信息率Ri为：比特/采样周期；其中，μi为第i个系统矩阵奇异值，i＝1，2，…，n；量化参数计算模块用于基于信息率优化分配模块所分配的信息率来计算每个系统状态分解量的量化参数，包括量化级数、量化间隔；量化值生成模块用于基于计算得到的量化参数，对信号模数变换器数字化后的系统状态分解量进行量化，生成量化值；无线通信电路用于对嵌入式微处理器得到的系统状态分解量的量化值进行信源编码和信道编码，经过无线通信通道传输后再译码，然后把译码后收到的量化值传输给无线控制装置中控制系统的系统状态估计器。2.根据权利要求1所述的无线控制装置中的控制系统量化器，其特征在于：所述基于信息率优化分配模块所分配的信息率计算得到的第i个系统状态分解量的量化级数mi为：得到第i个系统状态分解量的量化间隔Δi为：其中，和分别表示为第i个系统状态分解量的上下界。3.根据权利要求2所述的无线控制装置中的控制系统量化器，其特征在于：所述量化值生成模块通过下面的最优化方法求得量化值：s.t.qi∈{1，2，…，mi}其中，为第i个量化值；为数字化后的第i个系统状态分解量；表示的上界，即4.根据权利要求...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。