利用转移函数测量电源自适应控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了采用简单数字硬件测量系统（指的是工厂），如电源或马达，控制需要的参数的方法及系统。在一个实施例中，本发明专利技术用于测量所需参数的系统包括在工厂中实现转移函数测量功能的简单数字硬件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及自适应控制，尤其是涉及对于反馈或自适应控制所需系统参数的测量。
技术介绍
一般意义上的反馈控制系统，尤其是电源，具有由未知的组件变化引起的性能和稳定性限制问题。为了达到高速瞬态性能，需要对若干关键参数进行精确测量。特别是，就电源来说，输出电容可能是未知的。这取决于一个事实，即电源负载具有电容，并且其与电源输出电容并联。通常，所述负载电容具有附加电容的形式，所述附加电容被加入到负载电路以改善高频特性，因此，这是必须的。不幸的是，未知的负载电容和可能具有显著公差的其他组件会同时出现在电源中。一个相类似的情形可能会在马达控制中发生，其中，马达力矩常数和负载惯量对于高速控制来说都不是可以准确得知的。考虑到要对这些未知的参数进行补偿，这就需要测量它们。一旦这些参数被测量出来，计算或增益调度就可能被用于将测量的参数映射到所需控制器增益。因此，这就需要有一个能够测量出所需参数的简单的数字硬件。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术的系统包括激励源(stimulus source)和信号测量方法。 在一个实例中，所述信号测量方法包括一个或多个相关器。在一个实施例中，所述激励源包括基函数源。在一个实例中，所述基函数可以是正弦函数。其他基函数的实例，例如，但不限于，方波或沃尔什函数，都包含在本专利技术的保护范围内。在另一个实施例中，本专利技术的系统还可能包括补偿器组件，一个或多个处理器和计算机可用媒体。在一个实例中，所述计算机可用媒体包括体现在其中的计算机可读代码， 并且所述计算机可读代码能够使得一个或多个处理器处理所述信号测量方法的结果和基于处理结果调整补偿器参数。本专利技术系统的其他实施例以及本专利技术的方法也被公开。在一个实施例中，本专利技术的系统包括在电源中实现转移函数测量功能的简单数字硬件。用于实现转移函数测量功能的传统组件非常昂贵(一般在10000-30000美元之间)而且体积庞大。本专利技术能够使得转移函数测量功能以一个最合适的成本包含在电源中(一个实例中，在深亚微米CMOS中实现的成本小于一美分)。在一个实施例中，本专利技术用于测量这些未知参数的方法是基于利用本专利技术的简单硬件来测量稳定状态转移函数特性。然后这些转移函数特性通过常规技术与所述系统未知参数相关。在一个实施例中，本专利技术的一开关电源包括，但不限于包括，包括至少两个电抗组件的电路。所述电路能够提供输出电压，并且能够从一个输出电压状态转换到另一个输出电压状态。所述系统进一步包括开关组件。所述开关组件能够有效地连接到电路并在开关状态之间对电路进行转换。所述开关状态包括两个输出电压状态。所述系统进一步包括驱动组件，所述驱动组件有效地连接驱动开关组件以在两个开关状态之间进行转换。以及一补偿器组件，所述补偿器组件有效地连接接收输入控制信号和参数，并且提供开关状态给所述驱动组件。所述系统进一步包括信号发生器，所述信号发生器提供具有同相和正交组分的正弦基准信号作为开关电源的输入，以及一相关器。所述相关器能够从信号发生器上接收基准信号，并能够从开关电源上接收电源信号。所述相关器能够在电源信号和一个同相正交组分之间提供相关系数。所述系统还进一步包括处理器和计算机可读媒体。所述计算机可读媒体具有体现其中的第一计算机可读代码，该代码使得处理器能够基于相关系数获得转移函数，计算来自于转移函数的参数， 以及将所述参数提供给补偿器。所述电源信号选择性地包括输出电源信号或输出电源信号和输入电源信号。所述信号发生器选择性地包括振荡器。所述振荡器包括，但不限于包括，提供所述同相组分和正交组分的值表(table of values)，以及当获取表时随之更新的计数器。所述振荡器可以根据所述更新的计数器来获取值。所述振荡器可以基于前、后欧拉积分器产生同相组分和正交组分。所述相关器包括一对两个输入的乘积进行累加的累加器。所述计算机可读代码能够使得处理器将转移函数存储到计算机可读媒体中，并能够根据预定条件对所述转移函数进行调用。在一个实施例中，本专利技术系统的控制器可能包括，但不限于包括，一信号发生器， 所述信号发生器提供具有同相和正交组分的正弦基准信号作为系统的输入，以及一相关器。所述相关器能够从信号发生器上接收基准信号，并能够从系统上接收系统信号。所述相关器能够在系统信号和一个同相正交组分之间提供相关系数。所述控制器还进一步包括处理器和计算机可读媒体。所述计算机可读媒体具有体现其中的第一计算机可读代码，该代码使得处理器能够基于相关系数获得转移函数，计算来自于转移函数的参数，以及将所述参数提供给系统。所述信号发生器包括，但不限于包括，振荡器。所述振荡器包括，但不限于包括，提供所述同相组分和正交组分的值表，以及当获取表时随之更新的计数器。所述振荡器可以根据所述更新的计数器来获取值。所述振荡器可以基于前、后欧拉积分器选择性地产生同相组分和正交组分。所述计算机可读代码能够使得处理器将转移函数存储到计算机可读媒体中，并能够根据预定条件对所述转移函数进行调用。所述相关器包括，但不限于包括，对两个输入的乘积进行累加的累加器。在一个实施例中，获得系统自适应控制参数的方法包括，但不限于包括，在电源中提供乘法组件、加法组件，以及延时组件以获取系统信号和正弦基准信号的一个同相和正交组分之间的相关系数步骤。所述方法进一步包括，基于相关系数获取转移函数特性，以及基于转移函数特性获取参数的步骤。所述系统信号选择性地包括输出系统信号或输出系统信号和输入系统信号。所述方法选择性地包括通过振荡器产生基准信号的步骤。产生基准信号的步骤包括，但不限于包括，使得基准信号的同相和正交组分与表值相关联，获取表时对计数器进行更新，以及根据所述更新的计数器获取值的步骤。所述方法进一步选择性地包括基于前、后欧拉积分器产生同相和正交组分，将转移函数特性存储到计算机可读媒体中，并根据预定条件对所述转移函数特性进行调用的步骤。附图说明为了更好地理解本专利技术，并结合其他和进一步的要求，附图和具体内容描述将作为参考。图Ia是本专利技术系统的原理方框图，所述原理方框图包括产生激励信号的硬件数字发生器；图Ib是本专利技术系统的原理方框图，所述原理方框图包括产生正弦基准函数的查表振荡器；图2是本专利技术系统的原理方框图，所述原理方框图包括利用了前、后欧拉积分器产生正弦信号的振荡器；图3是包括累加器的本专利技术数字相关器的原理方框图如和4b是本专利技术系统的原理方框图，其中显示了四个数字相关器；图4c是本专利技术系统的原理方框图，其中显示了对硬件和软件所作出的可能划分；图5是本专利技术电容提取方法的原理方框图6是是本专利技术电容提取替代方法的原理方框图。具体实施例方式为了更好地说明本专利技术的系统，一示例性实施例如下所述。所述示例性实施例利用了降压式转换器拓扑结构。然而，本专利技术的方法适用于任何降压、升压、或降压-升压、 前移、回归、单端初级电感、升降，或其他类型的通用变换器。通过这些许多不同类型的变换器，多种开关状态成为可能。例如，在降压-升压拓扑中，所述开关状态是降压、升压、降压-升压、电感器短路，和开路。在降压拓扑情况下，开关状态为充电、放电，和三态。本专利技术的方法和系统也可以应用于其他系统，例如，但不限于，马达控制系统。在一个实施例中，所述测量通过将一信号注入电源来实现，通过这种方式来对未知电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开关电源，包括：一包括至少两个电抗组件的电路，所述电路提供输出电压并能够从一个输出电压状态转换到另一个输出电压状态；至少一个开关组件，所述至少一个开关组件有效地连接到所述电路，并在至少两个开关状态之间对所述电路进行转换，所述至少两个开关状态包括所述一个输出电压状态和所述另一个输出电压状态；一驱动组件，所述驱动组件有效地连接驱动所述至少一个开关组件以在所述至少两个开关状态的两个开关状态之间进行转换；一补偿组件，所述补偿组件有效连接接收输入控制信号和参数，并将所述至少两个开关状态提供给所述驱动组件；一信号发生器，所述信号发生器提供具有同相和正交组分的正弦基准信号作为开关电源的输入；至少一个相关器，所述至少一个相关器从所述发生器接收所述基准信号，所述至少一个相关器从开关电源接收至少一个电源信号，所述至少一个相关器在所述至少一个电源信号和一个所述同相和正交组分之间提供相关系数；一处理器；以及一具有计算机可读代码的计算机可读媒体，所述计算机可读代码使得所述处理器执行：基于所述至少一个相关系数获取转移函数；计算来自于所述转移函数的所述参数；以及将所述参数提供给所述补偿组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·肯利，
申请(专利权)人：LL建筑公司，
类型：发明
国别省市：US