【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字通信领域，具体涉及基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法。
技术介绍
1、在通信链路中无论是发射机还是接收机都需要进行功率校准，并且面临着发射或接收的频率范围较大、器件线性度较差以及宽带功率平坦度差等情况时，需要较长的校准时间。
2、现有技术中，对射频通道进行校准时通过外接频谱仪、功率计等仪器读取功率值。用于校准的计算机程序通常运行在x86电脑上，使用网线、串口线、专用接口连接需要校准的射频通道。x86电脑和射频通道之间的通信存在延时、每次调整射频通道功率存在延时、读取仪器功率值存在延时，这些延时导致调整功率的时间间隔较长。在传统方法中，射频通道使用二分法调整功率面临着调整到目标功率速度慢的问题。当射频通道上使用的数模转换芯片量程很大且步进值很小时，调整射频通道至目标功率速度慢的问题更加突出。
3、本专利技术致力于解决以上问题，提升通信产品校准精度、减少校准时间。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，确定射频通道需要校准的频点及所述频点校准的功率起始值，计算功率误差值和误差变化值；对功率误差值和误差变化值进行模糊化处理，分别根据不同的逻辑子集、隶属度函数和模糊规则表求出pid控制器参数的隶属度，再反模糊化求解pid控制器参数的输出值并代入pi
3、优选的：pid控制器参数包括kp、ki和kd。
4、优选的：包括如下步骤：
5、s1、确定射频通道需要校准的频点f0、所述频点校准的功率起始值p0及功率结束值p1、alc最大调节范围lmax、压控衰减器最大调节范围amax；
6、s2、设置初始衰减器值至最小，使输出的功率达到最大；继续调大压控衰减器的值，使射频通道处于线性区；
7、s3、读取当前校准频点下的功率值px，计算功率误差值：e＝px-p0；计算误差变化值：ec＝en-en-1；其中en表示当前功率误差值，en-1表示上一次计算的功率误差值；
8、s4、对功率误差值e和误差变化值ec进行模糊化；
9、s5、求解功率误差值e的隶属度；
10、s6、求解误差变化值ec的隶属度；
11、s7、根据功率误差值e和误差变化值ec的隶属度，使用最大最小运算方法将模糊规则表转化映射，计算pid参数的隶属度；
12、s8、根据pid参数的隶属度进行转换，求解清晰的pid参数控制量输出值；
13、s9、将清晰的pid参数控制量输出值用于pid控制器，读取当前功率值以及当前功率值和上一次功率值的差值，当前输出功率与目标功率之间的差值较小时，进行常规pid细调，直至输出功率与目标功率之间的差值满足校准要求；
14、重复步骤s3-s8，直至完成功率起始值p0到功率结束值p1之间的所有功率点的校准；
15、s10、正式校准之前，通过步骤s1-s9调整控制参数，使用多组的模糊规则表进行试验。
16、优选的：所述步骤s4中，功率误差值e的范围为[-amax,+amax]，误差变化值ec的范围为[-2·amax,+2·amax]，将功率误差值e和误差变化值ec的区间均匀分为8个部分，所述8个部分的分界点分别用nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb表示，nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb分别对应模糊子集中的负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。
17、优选的：所述步骤s5中，功率误差值e隶属度的求解过程：步骤s3中计算的功率误差值e的范围位于区间ai和ai+1之间，ai表示集合中<-amax,nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb,+amax>从左至右第i个分界点，i＝1,2,……,8；
18、和/或，所述步骤s6中，误差变化值ec隶属度的求解过程：功率误差值e隶属度的求解过程：步骤s3中计算的误差变化值ec的范围位于区间bi和bi+1之间，bi表示集合中<-2·amax,nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb,+2·amax>从左至右第i个分界点，i＝1,2,……,8。
19、优选的：所述模糊规则表如下：
20、kp对应的隶属度：
21、
22、ki对应的隶属度：
23、
24、kd对应的隶属度：
25、
26、优选的：所述步骤s8中，使用重心法将模糊推理结果转化为精确值。
27、优选的：取隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心作为模糊推理的最终输出值v0：
28、
29、其中，v表示功率误差值e、误差变化值ec的论域，μ表示kp,ki,kd对应的隶属度μp,μi,μd，v表示论域中的每一个值，μv(v)表示隶属度函数。
30、优选的：对具有m个输出量化级数的离散域情况计算模糊推理的最终输出值v0：
31、
32、其中，vk表示离散论域v中的任一离散值，v表示功率误差值e、误差变化值ec的论域，μv(vk)表示隶属度函数的离散形式。
33、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
34、本专利技术通过确定射频通道需要校准的频点及所述频点校准的功率起始值，计算功率误差值和误差变化值，分别对误差和误差变化量进行模糊化，分别根据不同的逻辑子集、隶属度函数、模糊规则表求出输出值ki,kd,kp(pid参数)的隶属度，然后反模糊化求得kp,ki和kd。再将kp、ki和kd代入pid公式。通过pid算法控制第一级可变衰减器，使输出功率值接近起始校准功率点。当输出功率在始校准功率点的小范围内波动时，使用pid算法调节后级可变衰减器使输出功率波动范围满足功率校准精度。射频通道的校准适用范围较广，相较于传统的二分查找方式具有明显的速度优势。同时相较于传统pid控制的范围更广，整定pid参数所需要花费的时间较少。在相同校准时间内以更加密集的校准点进行校准，可提升射频通道的校准精度。
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1.基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：确定射频通道需要校准的频点及所述频点校准的功率起始值，计算功率误差值和误差变化值；对功率误差值和误差变化值进行模糊化处理，分别根据不同的逻辑子集、隶属度函数和模糊规则表求出PID控制器参数的隶属度，再反模糊化求解PID控制器参数的输出值并代入PID控制器，读取当前功率值和功率差值，直至功率误差值满足校准要求。
2.根据权利要求1所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：PID控制器参数包括Kp、Ki和Kd。
3.根据权利要求2所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：所述步骤S4中，功率误差值E的范围为[-Amax,+Amax]，误差变化值Ec的范围为[-2·Amax,+2·Amax]，将功率误差值E和误差变化值Ec的区间均匀分为8个部分，所述8个部分的分界点分别用NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB表示，N
5.根据权利要求4所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：所述步骤S5中，功率误差值E隶属度的求解过程：步骤S3中计算的功率误差值E的范围位于区间ai和ai+1之间，ai表示集合中<-Amax,NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB,+Amax>从左至右第i个分界点，i＝1,2,……,8；
6.根据权利要求5所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：所述模糊规则表如下：
7.根据权利要求6所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：所述步骤S8中，使用重心法将模糊推理结果转化为精确值。
8.根据权利要求7所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：取隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心作为模糊推理的最终输出值：
9.根据权利要求7所述的基于模糊PID控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：对具有m个输出量化级数的离散域情况：
...【技术特征摘要】
1.基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：确定射频通道需要校准的频点及所述频点校准的功率起始值，计算功率误差值和误差变化值；对功率误差值和误差变化值进行模糊化处理，分别根据不同的逻辑子集、隶属度函数和模糊规则表求出pid控制器参数的隶属度，再反模糊化求解pid控制器参数的输出值并代入pid控制器，读取当前功率值和功率差值，直至功率误差值满足校准要求。
2.根据权利要求1所述的基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：pid控制器参数包括kp、ki和kd。
3.根据权利要求2所述的基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于模糊pid控制器的多级衰减器射频通道功率校准方法，其特征在于：所述步骤s4中，功率误差值e的范围为[-amax,+amax]，误差变化值ec的范围为[-2·amax,+2·amax]，将功率误差值e和误差变化值ec的区间均匀分为8个部分，所述8个部分的分界点分别用nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb表示，nb,nm,ns,zo,...
【专利技术属性】
技术研发人员：何家豪，周永虎，
申请(专利权)人：成都玖锦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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