零相位跟蹤控制

零相位跟蹤控制【零相位跟蹤控制】零相位跟蹤控制(ZPETC) , 最早由Tomizuka提出 , 其基本原理是採用预见控制 , 利用已知的未来信息设计一补偿器 , 使从目标输入到控制输出的相位在全频率域内为0 。
基本介绍中文名:零相位跟蹤控制
外文名:Zero phase error tracking control
提出者:Tomizuka
提出时间:1987年
简称:ZPETC
领域:自动控制
背景常规的反馈控制仅利用了当前控制时刻的信息 , 当目标输入变化时 , 会因控制滞后而产生跟蹤误差 , 因而仅利用常规的反馈控制不能满足高精度跟蹤的要求 。跟蹤误差如从频域分析 , 可以分为由幅值误差引起的和由相位误差引起的两部分 。为了减小误差 , 可考虑对它们分别进行补偿 。对于前者可以用.放大器进行补偿 , 对于后者则可採取零极点对消的办法来进行相位补偿 , 但这种方法只适用于最小相位系统.对于非最小相位系统 , 接此原则设计系统剐会导致不希望的零极点对消 。为避免这一点 , Tomizuka等人在1987年提出了採用预见控制 , 利用未来信息使从目标输到控制输出的相位差在全频率域内补偿到0的设计方案 , 即零相位跟蹤控制(ZPETC) 。1992年舟桥康行、山田学在文献的基础上 , 採用两自由度控制系统的设计方法来设计零相位跟蹤控制器 , 不仅将从目标输入到控制输出的相位差在垒频率域内补偿到 0 , 而且可谓整控制系统的增益特性。但是他所针对的典型信号中没有包括正弦信号 , 在跟蹤正弦信号时 , 仍存在幅值误差 , 而且其设计过程比较複杂 , 不便于实际套用 。基本原理零相位跟蹤控制的基本原理就是採用预见控制 , 利用已知的未来信息设计一补偿器 , 使从目标输入到控制输出的相位在全频率域内为0 。其基本结构如图1所示 。

零相位跟蹤控制

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其中 , 
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分别表示目标输入、控制输出和离散时间控制对象 , 
零相位跟蹤控制

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是以稳定性为目的而设计的反馈控制器 , 
零相位跟蹤控制

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是以跟蹤性为目的而设计的零相位跟蹤控制器 。假设
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已经设计好了 , 并使系统能稳定运行 , 那幺关键问题是如何设计
零相位跟蹤控制

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。设控制对象和反馈控制器组成的闭环传递函式为
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上式中 , 
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表示计算时间在内的设备的死区时间 。
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其中 , 
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