一种新的正幅值带尾部信号的时滞滤波器设计

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1、一种新的正幅值带尾部信号的时滞滤波器设计一一王晓军一种新的正幅值带尾部信号的时滞滤波器设计王晓军ABB中国有限公司上海分公司，上海，200001摘要：针对带有零点的柔性系统，设计出一种新的正幅值约束的带尾部信号的时滞滤波器。该滤波器能够适应任意形式的系统输入，而且设计过程和期望的系统输出值无关，同时，对于参数时变系统，提出了新的鲁棒性约束条件，最后把设计的带尾部信号的时滞滤波器应用到桥式起重机的定位和防摆控制之中。仿真结果表明，该滤波器的应用能有效缩短起重机小车定位的调节时间，而且与基本的时滞滤波器级联控制时，可以有

2、效消除负载的残留振荡，有利于作业效率的提高。关键词：时滞滤波器；正幅值；尾部信号；定位和防摆；桥式起重机中图分类号：TP271文章编号：1O04—132X(2010)10～1153—04NewDesignofPositiveAmplitudeTime-delayFilterwithTailSignalsWangXiaojunABB(China)LimitedShanghaiBranch，Shanghai，200001Abstract：Forflexiblesystemswithzeros，anewpositiveti

3、me—delayfilterwithtailsignalswasdesigned，whichcansuitforanyshapedsysteminputs．Andthedesignprocedureisnotdependentonthesystemoutputreference．AndtherobustnessconstraintswereproposedtOincreasetheinsensitivi—tytothesystemparametervariations．Applicationsinthepositio

4、ningandanti—swayofoverheadcranesverifiedthefineperformanceofthisstrategy．Theproposedapproachcanreducetheregulationtimeofthetrolleypositioning．Andtheapproachcascadingwithnormaltime—delayfiltercanelimi—nate1oadresidualvibration。whichcanimprovetheoperationaleffici

5、ency．Keywords：time—delayfilter；positiveamplitude；tailsignal；positioningandaNti—sway；overheadf、r月nP0引言机械系统的柔性模态进行设计的，而文献E5]针对在许多高性能的工业场合，快速响应是一个包含任何线性动态的线性系统进行了时问最优控很重要的性能指标，要求应用对象能够尽可能快制命令的设计，如为含有零点的线性系统设计出带有尾部信号的时间最优时滞滤波器。但是，这地完成控制目标要求，如柔性系统的快速点对点种时间最优滤波器只能针对阶

6、跃输入信号，而对定位等。除了通过精心设计硬件和闭环控制系统于其他形状的输入(如脉冲输入)则很容易产生执实现这类控制要求外，也常常利用时问最优控制行器溢出现象。而且这种时间最优滤波器的设计理论来设计控制命令，从而获得快速的系统响应。依赖于期望的系统输出值。通常，设计的时间最优控制命令虽然理论上能够本文考虑到基本的正幅值时滞滤波器能够适获得良好的控制性能，但实际应用时却受到很大用于任意形状的输入，而且滤波器设计与期望值限制，存在一些实际问题，如对模型误差鲁棒性的系统输出值无关，结合基本的正幅值时滞滤波差、操作负载大以及燃

7、料消耗多等。针对以上问器和带有尾部信号的时间最优时滞滤波器的优题，许多学者对满足实际约束的时间最优控制进点，设计了正幅值的带尾部信号的时滞滤波器。行了研究。其中，一些学者通过增加鲁棒性约束设计了对模型误差具有更优不灵敏性的鲁棒时问1设计步骤最优控制命令_1；基于相似的思路，另外一些学1．1确定时滞滤波器的表达形式者把燃料消耗的约束结合到时间最优控制当中，对于给定的线性定常系统G()，阶跃信号经设计出了节省燃料的最优控制命令J。文献E4]过时滞滤波器D(s)后产生控制命令U(s)，所以，则设计了带有瞬时偏差约束的输入整

8、形器实现了带尾部信号的时间最优时滞滤波器可以表示为柔性飞船的定位控制。上述研究中，主要是针对D()一s【，(S)一收稿日期：2O1O—O1一

9、l1∑J0+e，／⋯-a1兰J(1)·1153·中国机械工程第21卷第1O期2010年5月下半月其中，对于给定的系统模型，系统零点的个数r和1．3边界约束条件零点值，是已知数；而其未知参数与基本的时间边界