技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，具體涉及一種消除測量誤差和穩態誤差的誤差檢測-K值控制法。

背景技術

在自動控制領域,系統的輸出量????????????????????????????????????????????????、誤差信號都是通過測量得到的，很多時候輸出期望值也是通過測量得到的。然而由于周圍環境不理想、測量方法不完善、電子元器件不精密等因素的限制,任何測量都不會絕對精確。無論用什么測量方法,測得的結果與被測量實際數值總會存在一定差別,這種差別稱為測量誤差。實際應用中，測量誤差無所不在，大大影響了控制系統的控制精度。傳統的控制系統里，工程技術人員只能通過選用昂貴的精密電子元器件檢測物理量，來減少測量誤差。為此付出了高昂的成本，而效果并不理想。如果能夠通過控制的方式消除測量誤差，將大大提高控制系統精度，減少測量成本，推動整個自動控制領域的發展。

為了減小系統的給定或擾動穩態誤差，一般采用提高開環傳遞函數中串聯積分環節的階次N，或增大系統的開環放大系數的方法。增大開環增益理論上很容易實現，但現代控制系統大部分很復雜，為多閉環的復合控制系統，系統控制調節的物理對象有多個，如何將多個控制對象的開環增益調試到最佳，既能減小穩態誤差，又能保證系統的穩定性，這在傳統的控制方法里是一個非常大的難題。如果能夠對每一個控制對象的開環增益進行單獨調試，那么很簡單就能將每個控制對象的開環增益調試到最優。但在復合控制系統里，由于多控制變量的存在，最終輸出的總誤差信號里通常含有多個誤差分量，想要對這多個誤差分量進行單獨調節必須先要利用復雜的數學變換將每一個誤差分量分離出來，再進行調節，這樣不僅使整個控制算法變得復雜，而且帶來了計算誤差。如果能夠在輸出總誤差信號之前就能夠測量到每一個誤差分量并單獨進行調節，那么以上問題就能迎刃而解。

發明內容

本發明的目的是提供消除測量誤差和穩態誤差的誤差檢測-K值控制法，使系統通過控制的方式就能徹底消除測量誤差。同時，該方法通過K值可對多控制對象中的每一個控制對象的開環增益進行單獨調節，從而便于實現每個控制對象開環增益的最優化，減少了控制系統的調試難度，使系統的穩態誤差降到最低，具體技術方案如下。

一種消除測量誤差和穩態誤差的誤差檢測-K值控制法，在原控制系統基礎上，增加了消除測量誤差和穩態誤差的誤差檢測-K值控制環節，從而構成新控制系統，新控制系統將直接檢測原控制系統的輸出值和誤差信號，不檢測輸出期望值，而是由得到輸出期望值，再將原控制系統的輸出期望值變為期望值加上K倍誤差信號作為原控制系統新的輸出期望值。

所述原控制系統為單閉環或者任意復合控制系統。

所述K值的取值是依據閉環系統的輸出值來確定，K值取值方法：先通過等步長爬山法取K值，比較不同K值下閉環系統的輸出值，從而逼近K值的最優值區域，然后再通過變步長爬山法，比較不同K值下閉環系統的輸出值，來精確K值的最優解。

????與現有技術相比，本發明的技術效果和優點在于：誤差檢測-K值控制法通過控制的方式徹底消除了控制系統的測量誤差，工程技術人員不再需要通過選用昂貴精密電子元器件檢測物理量的方式，來減少測量誤差，只需要選用普通的電子元器件來測量物理量即可。這不但大大減少測量成本，也大大提高控制系統的控制精度。誤差檢測-K值控制法利用K值對原控制系統的開環增益進行單獨調節，從而便于實現每個控制對象開環增益的最優化，減少了控制系統的調試難度，使系統的穩態誤差降到最低。

附圖說明

圖1為本發明誤差檢測-K值控制法的原理方框圖。

具體實施方式

以下結合所有附圖和實例對本發明的實施作進一步說明，但本發明的實施和保護不限于此。

消除測量誤差和穩態誤差的誤差檢測-K值控制法包括以下步驟：

1）????????????檢測控制系統的誤差信號；

2）????????????檢測控制系統的輸出量；

3）????????????求輸出期望值：

；

4）????????????將誤差信號乘以K倍再加上輸出期望值作為新的輸出期望值；

；

5）????????????將新的輸出期望值和輸出量作為原控制系統的輸出期望值和輸出量，用原控制算法對系統進行控制。

誤差檢測-K值控制法原理框圖如圖1所示，其消除系統測量誤差的原理如下：

1.????假設原控制系統穩態誤差為0。

對于原控制系統：

設為原控制系統的輸出檢測量；