一种定制式谐波重复控制器

技术特征：
1.一种定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述定制式谐波重复控制器包括：重复控制增益模块、第一加法环u1和周期信号发生器h(s)，所述重复控制增益模块的输入端连接所述定制式谐波重复控制器的输入端获取e(s)，所述重复控制增益模块的输出端连接第一加法环u1的一个正输入端，所述第一加法环u1的输出端连接所述周期信号发生器h(s)的输入端，所述周期信号发生器h(s)的输出端连接所述第一加法环u1的另一个正输入端，所述周期信号发生器h(s)的输出端还连接所述定制式谐波重复控制器的输出端输出c(s)；在所述周期信号发生器h(s)中：所述周期信号发生器h(s)的输入端连接第二加法环u2的一个正输入端以及第一时间延迟模块τ1的输入端，所述第一时间延迟模块τ1的输出端连接减法环u0的负输入端，所述减法环u0的输出端连接第二时间延迟模块τ2的输入端，所述第二时间延迟模块τ2的输出端连接所述周期信号发生器h(s)的输出端，所述周期信号发生器h(s)的输出端连接第二加法环u2的另一个正输入端，所述第二加法环u2的输出端连接正前馈增益模块后连接所述减法环u0的正输入端；其中，所述重复控制增益模块对输入量实现的增益为k
rc
，所述第一时间延迟模块对输入量延迟后输出，所述第二时间延迟模块对输入量延迟后输出，所述正前馈增益模块实现的增益为cos(2πm/n)，所述定制式谐波重复控制器用于实现(nk
±
m)次谐波的跟踪与消除，t0为基波周期，n、m、k均为不小于零的整数且n≠0、n>m。2.根据权利要求1所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述周期信号发生器h(s)中的所述第一时间延迟模块的输出端通过第一个低通滤波器q(s)连接所述减法环u0，所述第二时间延迟模块的输出端通过第二个低通滤波器q(s)连接所述周期信号发生器h(s)的输出端；且所述周期信号发生器h(s)的输出端还通过相位超前补偿器g
f
(s)连接所述定制式谐波重复控制器的输出端；或者，所述周期信号发生器h(s)中的所述第一时间延迟模块的输出端通过第一个低通滤波器q(s)连接所述减法环u0，所述第二时间延迟模块的输出端通过第二个低通滤波器q(s)连接所述周期信号发生器h(s)的输出端，且所述周期信号发生器h(s)中的两个时间延迟模块实现的延迟均为k为时间延迟阻尼系数。3.根据权利要求2所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述周期信号发生器h(s)中的所述第一个低通滤波器q(s)还通过第一个分数阶滤波器g
p
(s)连接所述减法环u0，所述第二个低通滤波器q(s)还通过第二个分数阶滤波器g
p
(s)连接所述周期信号发生器h(s)的输出端。4.根据权利要求1所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述定制式谐波重复控制器包括p 1个控制通道以及第三加法环u3，每个所述控制通道中包括所述重复控制增益模块和所述周期信号发生器h(s)，各个所述控制通道中的重复控制增益模块的输入端均连接所述定制式谐波重复控制器的输入端获取e(s)，各个所述控制通道中的重复控制增益模块的输出端分别连接所在控制通道内的周期信号发生器h(s)的输入端，各个控制通道中的周期信号发生器h(s)的输出端分别连接所述第三加法环u3的一个正输入端，所述第三加法环u3的输出端连接所述定制式谐波重复控制器的输出端，所述第三加法环u3对各个控制通道的输出量相加后输出端输出c(s)。
5.根据权利要求4所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，任意第i个控制通道中的周期信号发生器h
i
(s)的第一时间延迟模块的输出端通过一个低通滤波器q
i
(s)连接减法环u0，第二时间延迟模块的输出端通过另一个低通滤波器q
i
(s)连接所述周期信号发生器h
i
(s)的输出端；且所述第三加法环u3的输出端通过相位超前补偿器g
f
(s)连接所述定制式谐波重复控制器的输出端输出c(s)；或者，任意第i个控制通道中的周期信号发生器h
i
(s)的第一时间延迟模块的输出端通过一个低通滤波器q
i
(s)连接减法环u0，第二时间延迟模块的输出端通过另一个低通滤波器q
i
(s)连接所述周期信号发生器h
i
(s)的输出端，且所述第i个控制通道中的两个时间延迟模块实现的延迟还受控于时间延迟阻尼系数k；其中，i为参数且i∈[0,p]。6.根据权利要求4所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，任意第i个控制通道中的重复控制增益模块实现的增益为任意第i个控制通道中的正前馈增益模块实现的增益为cos(2πi/n)，所有控制通道中的两个时间延迟模块实现的延迟均为p＝m，i为参数且i∈[0,m]；其中，n和m都为正整数，且n为偶数时、m∈[0，n/2]；n为奇数时，m∈[0，[n/2]]，[n/2]表示对n/2取整，所述定制式谐波重复控制器用于实现对所有次谐波的消除。7.根据权利要求4所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，任意第i个控制通道中的重复控制增益模块实现的增益为任意第i个控制通道中的正前馈增益模块实现的增益为cos(2πm
i
/n
i
)，任意第i个控制通道中的两个时间延迟模块实现的延迟为其中，i为参数且i∈[0,p]，n
i
和m
i
均为任意正整数，所述定制式谐波重复控制器用于实现对指定次谐波的消除且各次谐波的增益具有独立调节功能。8.根据权利要求1所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述第一加法环u1的输出端和所述定制式谐波重复控制器的输出端之间设置有l阶周期信号发生器h(s)，第一阶周期信号发生器h1(s)的输入端连接所述第一加法环u1的输出端，从第二阶周期信号发生器开始，任意第l阶周期信号发生器h
l
(s)的输入端连接第l-1阶周期信号发生器h
l-1
(s)的输出端，l为参数且l∈[1,l]；任意第l阶周期信号发生器h
l
(s)的输出端通过一个第l常系数m
l
连接第四加法环u4的一个正输入端，所述第四加法环u4的输出端连接所述定制式谐波重复控制器的输出端以及所述第一加法环u1的另一个正输入端。9.根据权利要求8所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述第四加法环u4的输出端依次通过低通滤波器q(s)和相位超前补偿器g
f
(s)连接所述定制式谐波重复控制器的输出端，所述低通滤波器q(s)的输出端连接所述第一加法环u1的另一个正输入端使得所述第四加法环u4的输出端通过低通滤波器q(s)连接所述第一加法环u1的另一个正输入端；或者，所述第四加法环u4的输出端通过低通滤波器q(s)连接所述第一加法环u1的另一个正输入端以及所述定制式谐波重复控制器的输出端，且每一阶周期信号发生器中的两个时间延迟模块实现的延迟均为k为时间延迟阻尼系数。10.根据权利要求1所述的定制式谐波重复控制器，其特征在于，所述定制式谐波重复控制器应用于反馈控制系统中，减法环u5的正输入端连接所述反馈控制系统的输入端获取
参考输入信号i
ref
(s)，减法环u5的负输入端连接所述反馈控制系统的输出端获取实际输出信号i(s)，减法环u5的输出端连接所述定制式谐波重复控制器g
rc
(s)的输入端提供e(s)，减法环u5的输出端还连接加法环u6的一个正输入端，所述定制式谐波重复控制器g
rc
(s)的输出端连接加法环u6的另一个正输入端提供c(s)；加法环u6的输出端连接传统反馈控制器g
c
(s)的输入端，传统反馈控制器g
c
(s)的输出端连接控制对象g
o
(s)的输入端提供u(s)作为控制对象g
o
(s)的输入信号，控制对象g
o
(s)的输出端连接加法环u7的一个正输入端，加法环u7的另一个正输入端连接系统扰动输入d(s)，加法环u7的输出端连接该反馈控制系统的输出端以输出实际输出信号i(s)。

技术总结
本申请公开了一种定制式谐波重复控制器，涉及谐波重复控制器领域，该定制式谐波重复控制器由两个时间延迟模块和一个正前馈增益模块构成一个左右对称且结构简单的周期信号发生器作为前向通道，并具有输出正反馈形式，使得该定制式谐波重复控制器符合标准的内模结构，可以实现对于指定次数谐波的精确、迅速控制，控制器的结构简单、美观，设计方便。通过配置不同的n、m参数实现对于不同应用场景下的指定次数谐波的抑制，因此，在重复控制增益模块实现的增益相同的情形下，能够具有更加快速的控制速度。控制速度。控制速度。


技术研发人员：卢闻州 胡立聪 陈海英
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/31