本發(fā)明屬于閉環(huán)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法。

背景技術(shù)：

隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們開始要求生活的高質(zhì)量，一方面要從繁重的體力勞動(dòng)中解放自己，另一方面要有更高質(zhì)量的產(chǎn)品來(lái)滿足生活的需要。自動(dòng)控制理論自動(dòng)控制系統(tǒng)就隨之而產(chǎn)生了?？刂评碚摵涂刂葡到y(tǒng)經(jīng)過漫長(zhǎng)的發(fā)展，其研究范圍和應(yīng)用范圍很廣泛。控制理論研究的對(duì)象和應(yīng)用領(lǐng)域不但涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、運(yùn)輸?shù)葌鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還涉及到生物、通訊、信息、管理等新興行業(yè)。由于自動(dòng)控制理論和自動(dòng)控制系統(tǒng)獲得了如此廣泛的應(yīng)用，所以自動(dòng)控制的發(fā)展必將受到各行各業(yè)的關(guān)注。本文就是對(duì)控制理論和控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史進(jìn)行綜述，敘述控制發(fā)展的各個(gè)階段。還有就是控制理論和控制系統(tǒng)的今后的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)校正差，容易受到不確定因素干擾，沒有反饋機(jī)制。

綜上所述，現(xiàn)在的技術(shù)存在的問題是：傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)校正差，容易受到不確定因素干擾，沒有反饋機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法，所述高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法包括以下步驟：

步驟一，給出與期望輸出對(duì)應(yīng)的輸入量；

所述輸入量信號(hào)的定時(shí)同步的實(shí)現(xiàn)方法包括：

(1)，根據(jù)公式將訓(xùn)練序列與自身的循環(huán)移位結(jié)果按符號(hào)位進(jìn)行共軛相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)函數(shù)m(m)，其中c(k)是對(duì)本地序列按符號(hào)位映射出的復(fù)數(shù)結(jié)果，c((k+m))n在k＝1,2,...n時(shí)表示對(duì)c(k)進(jìn)行循環(huán)移位的結(jié)果；搜索出相關(guān)函數(shù)主峰值與副峰值比值最大情況下對(duì)應(yīng)的頻域序列，然后確定該頻域序列對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練序列；

(2)，由接收信號(hào)數(shù)據(jù)r(x)，根據(jù)公式r(x)＝sign(re(r(x)))+j*sign(im(r(x)))得到對(duì)接收信號(hào)實(shí)虛部按符號(hào)位映射出的結(jié)果r(x)，再由本地訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)c(k)，利用公式c(k)＝sign(re(c(k)))+j*sign(im(c(k)))得到對(duì)訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)實(shí)虛部按符號(hào)位映射出的結(jié)果c(k)，根據(jù)得到的r(x)和c(k)利用公式生成定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)，式中n＝2*(nfft+cp)代表相關(guān)窗和本地序列的長(zhǎng)度，x代表滑動(dòng)相關(guān)窗的起始位置；

(3)，由(2)得到的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)f(x)，根據(jù)公式得到動(dòng)態(tài)門限，其中g(shù)(m)表示m時(shí)刻動(dòng)態(tài)門限的值，表示從m時(shí)刻開始計(jì)數(shù)的m個(gè)定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)值的平均值，mul表示一個(gè)常數(shù)；

步驟二，求輸入量與反饋量的偏差；求輸入量與反饋量的偏差，采用集成運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)；

所述運(yùn)算放大器計(jì)算信號(hào)的零中心歸一化瞬時(shí)幅度的廣義分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的最大值即特征量r1：

r1＝max|gfrft[acn(i),p]|²/ns

式中，ns個(gè)采樣點(diǎn)，為瞬時(shí)幅度a(i)的平均值；p為分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的階數(shù)；

計(jì)算信號(hào)的零中心歸一化瞬時(shí)幅度的gfrft的最大值即特征量r1，按如下步驟進(jìn)行：

計(jì)算信號(hào)x(t)的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，其表達(dá)式為：

式中，kθ(t,u)為分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的核函數(shù)，其表達(dá)式為:

其中，k取整數(shù)，f^θ表示θ角度分?jǐn)?shù)階傅里葉變換算子，θ＝pπ/2為旋轉(zhuǎn)角度，p為旋轉(zhuǎn)因子，δ(·)為沖擊函數(shù)；為了將alpha穩(wěn)定分布噪聲的幅值合理映射到有限區(qū)間，同時(shí)使信號(hào)的相位保持不變，計(jì)算信號(hào)的廣義分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，其表達(dá)式為：

其中，為一非線性變換，h(·)為希爾伯特變換；

假定第i時(shí)刻接收信號(hào)的幅度為a(i)，把ns個(gè)采樣點(diǎn)組成一個(gè)幀，則基于gfrft的零中心歸一化瞬時(shí)幅度譜密度的最大值為：

γmax＝max|gfrft[acn(i),p]|²/ns；

式中，為瞬時(shí)幅度a(i)的平均值；p為分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的階數(shù)；用均值來(lái)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行歸一化的目的是為了消除信道增益的影響；

步驟三，放大信號(hào)；包括電壓放大及功率放大；

步驟四，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，直接驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，使輸出量發(fā)生變化；常用的有電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥、液壓馬達(dá)；

步驟五，檢測(cè)被控量并轉(zhuǎn)換為所需要的電信號(hào)，用于速度檢測(cè)的測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼盤；用于位置與角度檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)變壓器、自整機(jī)；用于電流檢測(cè)的互感器及用于溫度檢測(cè)的熱電偶；

步驟六，反饋校正，反饋信號(hào)是再生或退化；再生反饋時(shí)存在的極性或相位關(guān)系的行為，以援助或增加的主要控制信號(hào)來(lái)補(bǔ)償；如果反饋的幅度足夠大或出現(xiàn)振蕩發(fā)散；當(dāng)在再生反饋控制系統(tǒng)，在紅外補(bǔ)償，有過多的反饋效應(yīng)，必須限制，否則將導(dǎo)致不穩(wěn)定的情況；

所述反饋信號(hào)節(jié)點(diǎn)標(biāo)記過程，包括以下步驟：

步驟一，增加源節(jié)點(diǎn)s連接所有的pi，pi為電路的原始輸入，初始化集合l＝{pi}，所有的pi節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值賦為0；

步驟二，從l中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)t，首先求節(jié)點(diǎn)t的花費(fèi)cost，cost(t)＝weight(t)/node_num_fanout(t)，其中weight(t)為節(jié)點(diǎn)t的權(quán)重，默認(rèn)為1，node_num_fanout(t)為節(jié)點(diǎn)t的扇出節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

步驟三，將節(jié)點(diǎn)t及其所有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造為網(wǎng)絡(luò)nt，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)nt中所有滿足lut對(duì)輸入個(gè)數(shù)k約束要求的劃分中，x中所有節(jié)點(diǎn)的cost的總和，選出其中最小的記為min-cost劃分；

步驟四，設(shè)p為nt中節(jié)點(diǎn)的最大標(biāo)記，將nt中所有標(biāo)記等于p的節(jié)點(diǎn)都合并到t中得到新的節(jié)點(diǎn)t’，將該網(wǎng)絡(luò)記為nt’；

步驟五，將網(wǎng)絡(luò)nt’中，除了s和t’外的所有節(jié)點(diǎn)，分裂成兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分裂邊的權(quán)值設(shè)為1，原有邊的權(quán)值設(shè)為∞，將該網(wǎng)絡(luò)記為nt”，根據(jù)最大流最小割定理，判斷nt”網(wǎng)絡(luò)中的最大流是否小于等于k，如果是，則節(jié)點(diǎn)t的標(biāo)記為p，否則為p+1；

步驟六，如果滿足節(jié)點(diǎn)t標(biāo)記的劃分有兩個(gè)或兩個(gè)以上，則按照步驟二的方法計(jì)算最小cost的劃分，記為min-heightmin-cost劃分，如果只有一個(gè)這樣的劃分，則直接記為min-heightmin-cost劃分；

步驟七，更新集合l，l＝(l-{t})∪{node_fanout(t)}，node_fanout(t)為節(jié)點(diǎn)t的扇出節(jié)點(diǎn)集合，判斷l(xiāng)是否為空，如果不為空，則跳至步驟二，否則，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記過程結(jié)束。

進(jìn)一步，所述檢測(cè)裝置將被檢測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的連續(xù)或離散的電壓或電流信號(hào)。

進(jìn)一步，所述校正元件根據(jù)在系統(tǒng)中所處的位置不同，可分別稱為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：由于輸出信號(hào)的反饋量與輸入量作比較產(chǎn)生偏差信號(hào)，利用偏差信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出量的控制或者調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)的輸出量能夠自動(dòng)地跟蹤輸入量，減小跟蹤誤差，提高控制精度，抑制擾動(dòng)信號(hào)的影響。除此之外，負(fù)反饋構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)還有其他的優(yōu)點(diǎn)：引入反饋通路后，使得系統(tǒng)對(duì)前向通路中元器件參數(shù)的變化不靈敏，從而使系統(tǒng)對(duì)于前向通路中元器件的精度要求不高；反饋?zhàn)饔眠€可以使得整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于某些非線性影響不靈敏。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施提供的高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種高效的使用自適應(yīng)閉環(huán)控制方法包括以下步驟：

步驟s101：給出與期望輸出對(duì)應(yīng)的輸入量。

步驟s102：求輸入量與反饋量的偏差。

求輸入量與反饋量的偏差，常采用集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

步驟s103：放大信號(hào)。

由于偏差信號(hào)一般較小，不足以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，故需要放大元件，包括電壓放大及功率放大。

步驟s104：驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。

直接驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，使輸出量發(fā)生變化。常用的有電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥、液壓馬達(dá)等。

步驟s105：檢測(cè)被控量并轉(zhuǎn)換為所需要的電信號(hào)。

在控制系統(tǒng)中常用的有用于速度檢測(cè)的測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼盤等；用于位置與角度檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)變壓器、自整機(jī)等；用于電流檢測(cè)的互感器及用于溫度檢測(cè)的熱電偶等。

步驟s106：反饋校正。

校正元件也叫補(bǔ)償元件，是結(jié)構(gòu)與參數(shù)便于調(diào)整的元件，以串聯(lián)或反饋的方式連接在系統(tǒng)中，完成所需的運(yùn)算功能，以改善系統(tǒng)的性能。反饋信號(hào)可以是再生(同相)或退化(內(nèi)異相)。再生反饋時(shí)存在的極性或相位關(guān)系的行為，是以援助或增加的主要控制信號(hào)來(lái)補(bǔ)償。如果反饋的幅度足夠大或出現(xiàn)振蕩發(fā)散(這是在無(wú)線電頻率的振蕩器操作中使用的主要)。當(dāng)在再生反饋控制系統(tǒng)，用這些在紅外補(bǔ)償，有過多的反饋效應(yīng)，必須限制，否則將導(dǎo)致不穩(wěn)定的情況。

所述反饋信號(hào)節(jié)點(diǎn)標(biāo)記過程，包括以下步驟：

步驟一，增加源節(jié)點(diǎn)s連接所有的pi，pi為電路的原始輸入，初始化集合l＝{pi}，所有的pi節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值賦為0；

步驟二，從l中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)t，首先求節(jié)點(diǎn)t的花費(fèi)cost，cost(t)＝weight(t)/node_num_fanout(t)，其中weight(t)為節(jié)點(diǎn)t的權(quán)重，默認(rèn)為1，node_num_fanout(t)為節(jié)點(diǎn)t的扇出節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

步驟三，將節(jié)點(diǎn)t及其所有前驅(qū)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造為網(wǎng)絡(luò)nt，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)nt中所有滿足lut對(duì)輸入個(gè)數(shù)k約束要求的劃分中，x中所有節(jié)點(diǎn)的cost的總和，選出其中最小的記為min-cost劃分；

步驟四，設(shè)p為nt中節(jié)點(diǎn)的最大標(biāo)記，將nt中所有標(biāo)記等于p的節(jié)點(diǎn)都合并到t中得到新的節(jié)點(diǎn)t’，將該網(wǎng)絡(luò)記為nt’；

步驟五，將網(wǎng)絡(luò)nt’中，除了s和t’外的所有節(jié)點(diǎn)，分裂成兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分裂邊的權(quán)值設(shè)為1，原有邊的權(quán)值設(shè)為∞，將該網(wǎng)絡(luò)記為nt”，根據(jù)最大流最小割定理，判斷nt”網(wǎng)絡(luò)中的最大流是否小于等于k，如果是，則節(jié)點(diǎn)t的標(biāo)記為p，否則為p+1；

步驟六，如果滿足節(jié)點(diǎn)t標(biāo)記的劃分有兩個(gè)或兩個(gè)以上，則按照步驟二的方法計(jì)算最小cost的劃分，記為min-heightmin-cost劃分，如果只有一個(gè)這樣的劃分，則直接記為min-heightmin-cost劃分；

步驟七，更新集合l，l＝(l-{t})∪{node_fanout(t)}，node_fanout(t)為節(jié)點(diǎn)t的扇出節(jié)點(diǎn)集合，判斷l(xiāng)是否為空，如果不為空，則跳至步驟二，否則，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記過程結(jié)束。

進(jìn)一步，所述檢測(cè)裝置將被檢測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的連續(xù)或離散的電壓或電流信號(hào)。

進(jìn)一步，所述校正元件根據(jù)在系統(tǒng)中所處的位置不同，可分別稱為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。

進(jìn)一步，所述檢測(cè)裝置一般都將被檢測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的連續(xù)或離散的電壓或電流信號(hào)。

進(jìn)一步，所述校正元件根據(jù)在系統(tǒng)中所處的位置不同，可分別稱為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。

所述輸入量信號(hào)的定時(shí)同步的實(shí)現(xiàn)方法包括：

步驟一，根據(jù)公式將訓(xùn)練序列與自身的循環(huán)移位結(jié)果按符號(hào)位進(jìn)行共軛相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)函數(shù)m(m)，其中c(k)是對(duì)本地序列按符號(hào)位映射出的復(fù)數(shù)結(jié)果，c((k+m))n在k＝1,2,...n時(shí)表示對(duì)c(k)進(jìn)行循環(huán)移位的結(jié)果；搜索出相關(guān)函數(shù)主峰值與副峰值比值最大情況下對(duì)應(yīng)的頻域序列，然后確定該頻域序列對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練序列；

步驟二，由接收信號(hào)數(shù)據(jù)r(x)，根據(jù)公式r(x)＝sign(re(r(x)))+j*sign(im(r(x)))得到對(duì)接收信號(hào)實(shí)虛部按符號(hào)位映射出的結(jié)果r(x)，再由本地訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)c(k)，利用公式c(k)＝sign(re(c(k)))+j*sign(im(c(k)))得到對(duì)訓(xùn)練序列數(shù)據(jù)實(shí)虛部按符號(hào)位映射出的結(jié)果c(k)，根據(jù)得到的r(x)和c(k)利用公式生成定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)，式中n＝2*(nfft+cp)代表相關(guān)窗和本地序列的長(zhǎng)度，x代表滑動(dòng)相關(guān)窗的起始位置；

步驟三，由步驟二得到的定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)f(x)，根據(jù)公式得到動(dòng)態(tài)門限，其中g(shù)(m)表示m時(shí)刻動(dòng)態(tài)門限的值，表示從m時(shí)刻開始計(jì)數(shù)的m個(gè)定時(shí)偏移估計(jì)函數(shù)值的平均值，mul表示一個(gè)常數(shù)；

所述運(yùn)算放大器計(jì)算信號(hào)的零中心歸一化瞬時(shí)幅度的廣義分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的最大值即特征量r1：

r1＝max|gfrft[acn(i),p]|²/ns

式中，ns個(gè)采樣點(diǎn)，為瞬時(shí)幅度a(i)的平均值；p為分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的階數(shù)；

計(jì)算信號(hào)的零中心歸一化瞬時(shí)幅度的gfrft的最大值即特征量r1，按如下步驟進(jìn)行：

計(jì)算信號(hào)x(t)的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，其表達(dá)式為：

式中，kθ(t,u)為分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的核函數(shù)，其表達(dá)式為:

其中，k取整數(shù)，f^θ表示θ角度分?jǐn)?shù)階傅里葉變換算子，θ＝pπ/2為旋轉(zhuǎn)角度，p為旋轉(zhuǎn)因子，δ(·)為沖擊函數(shù)；為了將alpha穩(wěn)定分布噪聲的幅值合理映射到有限區(qū)間，同時(shí)使信號(hào)的相位保持不變，計(jì)算信號(hào)的廣義分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，其表達(dá)式為：

其中，為一非線性變換，h(·)為希爾伯特變換；

假定第i時(shí)刻接收信號(hào)的幅度為a(i)，把ns個(gè)采樣點(diǎn)組成一個(gè)幀，則基于gfrft的零中心歸一化瞬時(shí)幅度譜密度的最大值為：

γmax＝max|gfrft[acn(i),p]|²/ns；

式中，為瞬時(shí)幅度a(i)的平均值；p為分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的階數(shù)；用均值來(lái)對(duì)瞬時(shí)幅度進(jìn)行歸一化的目的是為了消除信道增益的影響；

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。