一种超调抑制的方法技术

本发明专利技术公开了一种超调抑制的方法，包括：采样系统运行阶跃响应轨线，阶跃响应曲线上升阶段的速度拐点；然后设计输入信号：先接入阶跃信号，之后在超调点、更好是在拐点处接入反相的阶跃响应超调段的曲线，以此作为输入便能够实现超调抑制的实效，提升系统运行稳定性能。本发明专利技术反相利用阶跃响应，重新设计输入轨线。即采用阶跃+阶跃响应超调段的反相曲线作为输入，实现了超调抑制性能；进而采用了接入时间点提前至速度拐点处接入该反相曲线，进一步减小超调、同时保证了快速性能不降低太多。取得了超调抑制的实效。

A method of overshoot suppression

【技术实现步骤摘要】
一种超调抑制的方法
本专利技术涉及控制系统的超调抑制，具体涉及一种超调抑制的方法。
技术介绍
目前，控制系统的超调抑制，已有多种方法的实践应用，传统的超调抑制的方法方法有：（1）有选择或改进算法来提升超调抑制效果；（2）基于先进的小波分析突变信号检测技术的自适应方法的；（3）有设计输入轨线，采用二次曲线的平滑的牵引和制动目标曲线来提升超调抑制效果的；有分析采用PI速度调节器而采用超调抑制器不影响快速性而实现无超调的；（4）有利用闭环阶跃响应所得数据，对于被控对象模型未知的控制系统，进行PID控制器的比例系数、积分常数以及微分常数整定，使系统的响应性能更优的；（5）有对每个阶段的速度滑模函数进行设计，减小了瞬时超调量的；（6）有提出基于分路径状态反馈切换的局部暂态优化的设计算法，而获得暂态性能估计。其中（1）改进算法来提升超调抑制的缺点：由于控制算法过于复杂，或者需要迭代求解且计算时间不确定等，难以在工程上实现，使系统运行稳定性难以保障。（2）基于先进的小波分析突变信号检测技术的自适应方法的缺点：实时运算量大。其中的（3）（4）（5）（6）控制系统的设计基于实际系统的复杂数学模型，难于建立且设计工作量大，对时变系统的适应性差，使系统运行稳定性难以保障，难以在工程上实现。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种超调抑制的方法。本专利技术采用的技术方案是：一种超调抑制的方法，所述方法包括：采样系统运行阶跃响应轨线，阶跃响应曲线上升阶段的速度拐点；然后设计输入信号：先接入阶跃信号，之后在超调点、更好是在拐点处接入反相的阶跃响应超调段的曲线，以此作为输入便能够实现超调抑制的实效，提升系统运行稳定性能。进一步地，所述超调抑制的方法具体包括以下步骤：S1，采样时域阶跃响应信号；S2，离线分析时域阶跃响应信号起动上升段拐点；S3，截取阶跃响应超调段曲线并反相；S4，0~tg时段输入信号为阶跃信号，tg后输入信号为阶跃响应超调段曲线的反相曲线；S5，进行速度负反馈控制，实现高能效启动。本专利技术的优点：对于控制系统，本专利技术克服系统超调过大的不足，提升了系统运行的稳定性，具有应用简单、易于实施的特点。本专利技术反相利用阶跃响应，重新设计输入轨线。即采用阶跃+阶跃响应超调段的反相曲线作为输入，实现了超调抑制性能；进而采用了接入时间点提前至速度拐点处接入该反相曲线，进一步减小超调、同时保证了快速性能不降低太多。取得了超调抑制的实效。本专利技术运用了阶跃+反相时域阶跃响应信号进行超调抑制；反相时域阶跃响应信号的加入点由上升时间点tr，进而提前到时域阶跃响应信号起动上升段的拐点tg处，进一步提高了超调抑制并减少了调节时间的损失，整体提高了系统动态性能的控制效果；反相运用阶跃响应来进行超调抑制的方法，该方法可以离线分析时域阶跃响应信号，适应性强；避免了实际系统控制所必需的建模、进行算法设计以及实时运算量大等困难，具有应用简单、易于实施的特点。易于与反馈等控制方法结合而达到更优的应用方案。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例的超调抑制的方法流程图；图2是本专利技术实施例的超调抑制的方法框图；图3是本专利技术实施例的仿真曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参考图1至图2，如图1至图2所示，一种超调抑制的方法，包括：采样系统运行阶跃响应轨线，阶跃响应曲线上升阶段的速度拐点；然后设计输入信号：先接入阶跃信号，之后在超调点、更好是在拐点处接入反相的阶跃响应超调段的曲线，以此作为输入便能够实现超调抑制的实效，提升系统运行稳定性能。本专利技术反相利用阶跃响应，重新设计输入轨线。即采用阶跃+阶跃响应超调段的反相曲线作为输入，实现了超调抑制性能；进而采用了接入时间点提前至速度拐点处接入该反相曲线，进一步减小超调、同时保证了快速性能不降低太多。取得了超调抑制的实效。所述超调抑制的方法具体包括以下步骤：S1，采样时域阶跃响应信号；S2，离线分析时域阶跃响应信号起动上升段拐点；S3，截取阶跃响应超调段曲线并反相；S4，0~tg时段输入信号为阶跃信号，tg后输入信号为阶跃响应超调段曲线的反相曲线；S5，进行速度负反馈控制，实现高能效启动。本专利技术运用了阶跃+反相时域阶跃响应信号进行超调抑制；反相时域阶跃响应信号的加入点由上升时间点tr，进而提前到时域阶跃响应信号起动上升段的拐点tg处，进一步提高了超调抑制并减少了调节时间的损失，整体提高了系统动态性能的控制效果；反相运用阶跃响应来进行超调抑制的方法，该方法可以离线分析时域阶跃响应信号，适应性强；避免了实际系统控制所必需的建模、进行算法设计以及实时运算量大等困难，具有应用简单、易于实施的特点。易于与反馈等控制方法结合而达到更优的应用方案。二阶系统阶跃响应超调的时域分析：对于典型二阶系统其中为系统角频率，为阻尼系数。其单位冲击响应为考虑到阶跃响应曲线的起动时段的速度拐点，取阶跃曲线二阶导数为零，有：即得在拐点处的相位为故而轨点tg与上升时间点tr的相位提前量为经证明，所以对于二阶欠阻尼系统，其阶跃曲线起动时段的速度拐点在上升时间tr之前。设计超调抑制的输入曲线（1）取输入信号为：阶跃+在上升时间点tr加入反相的阶跃响应超调段曲线此时的输入曲线为：通过卷积求得此时的响应y12为“超调抑制分量”。取ζ=0.5，ω=1得仿真曲线如图中r1、y1所示，其中y0为阶跃响应曲线，可见取得了超调抑制的效果。（2）反相接入时间点提前的方法，即取输入信号为：阶跃+在拐点tg加入反相的阶跃响应超调段曲线；为进一步减小超调、同时保证快速性能不降低太多，将反相抑制加入点，由tr提前到阶跃曲线起动时段的速度拐点tg处，此时的输入为r2(t)：由卷积求输出响应，有，其中，y22为“超调抑制分量”。仿真实验：参考图3，如图3所示，超调抑制的输入曲线：1）取输入信号为：阶跃+在上升时间点tr加入反相的阶跃响应超调段曲线。取ζ=0.5，ω=1得二阶仿真曲线如图中r1、y1所示，其中y0为阶跃响应曲线，可见取得了超调抑制的效果。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超调抑制的方法，其特征在于，所述方法包括：采样系统运行/n阶跃响应轨线，阶跃响应曲线上升阶段的速度拐点；然后设计输入信号：先接入阶跃信号，之后在超调点、更好是在拐点处接入反相的阶跃响应超调段的曲线，以此作为输入便能够实现超调抑制的实效，提升系统运行稳定性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种超调抑制的方法，其特征在于，所述方法包括：采样系统运行
阶跃响应轨线，阶跃响应曲线上升阶段的速度拐点；然后设计输入信号：先接入阶跃信号，之后在超调点、更好是在拐点处接入反相的阶跃响应超调段的曲线，以此作为输入便能够实现超调抑制的实效，提升系统运行稳定性能。


2.根据权利要求1所述的超调抑制的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳志明，许大有，孙涛，马继晶，
申请(专利权)人：岳志明，
类型：发明
国别省市：甘肃;62