重复控制器与一维子阵自适应数字波束形成

"本文主要探讨了重复控制器的结构和功能，特别是其在一维子阵自适应数字波束形成算法中的应用。重复控制理论基于内模原理，通过在控制器中包含外部输入信号的数学模型来实现高精度的反馈控制。内模在系统中的作用是保证在输入信号为0时仍能输出稳定的控制信号，维持控制效果。文章提到了系统稳定的条件，并阐述了重复控制器的基本框图以及闭环系统的传递函数。此外，文中还讨论了如何利用内模原理实现无静差跟踪阶跃信号和周期信号，以及在处理具有多种频率成分的外部信号时面临的挑战。" 详细知识点： 1. 重复控制基本思想：重复控制是一种控制策略，它基于内模原理，即在控制系统中嵌入被调节信号的动态模型，以实现高精度、无静差的跟踪性能。这种控制方法特别适用于需要对周期性信号进行精确跟踪的系统。 2. 内模概念：内模是控制系统的核心部分，它包含了外部输入信号的数学模型。内模的存在使得系统即使在输入信号趋近于0时，也能持续输出适当的控制信号，保持系统稳定。 3. 系统稳定性：理想的内模极点位于虚轴上，可能导致临界振荡和系统稳定性差。因此，需要确保闭环系统中内模的传递函数满足特定条件以确保稳定性。 4. 闭环传递函数：文章中给出了重复控制器的基本框图和闭环系统的传递函数，揭示了系统稳定性的条件，即闭环系统中某一特定项必须是稳定收敛的。 5. 内模原理的应用：含有积分环节的闭环控制系统可以无静差跟踪阶跃信号，并抵消阶跃型干扰，这可以从内模原理角度解释。同时，通过植入与指令信号频率相同的正弦信号模型，可以实现对单一频率正弦信号的无静差跟踪。 6. 面临的挑战：当外部信号包含多种频率成分时，需要为每个频率设置一个内模，这可能导致控制器结构过于复杂。例如，在机械手的重复动作或含有谐波干扰的电源系统中，传统内模控制可能不适用，需要寻找更灵活的内模形式。 重复控制器的关键在于构建适当的内模，以适应不同类型的输入信号并保证系统的稳定性和跟踪精度。对于具有复杂频率成分的干扰，设计更为智能和灵活的内模结构是未来研究的重要方向。