[发明专利]用于控制伺服系统的方法

说明书

具体实施方式

本发明涉及一种用于调控受控系统的方法。该方法也称作伺服控制或闭环控制。在伺服控制中，调控设备包括控制子系统，其包括测量系统特征变量(其根据设定点而变化)的传感器和测量设定点与变量值之间差的比较器。传感器也称作控制传感器。系统受到比较器测量出的差值的调控。

在伺服系统中，对设定点变化的系统响应的精确性通常很好。特别地，控制是趋于抵消控制传感器所监视的系统的设定点和特征变量值之间的差。

然而，即使系统的响应完美地适合于设定点，控制子系统仍可能维持偏移量，趋于定义一个非零误差。偏移量可能来源于控制子系统组件的精确性。偏移量可能根据设定点的不同参数(其影响系统响应)而随时间变化，这些参数例如环境温度的变化或控制子系统组件的损耗。

此问题目前是通过处理不同组件的每个偏移量和通过尝试最小化(通过优化设计)它们的值来解决的。尽管其因必要的优化而代价高，但在给定的时刻这个方法是可以令人满意的，然而其不能阻止随时间的偏移量的变化。

本发明可以应用于飞机仪表盘所用液晶屏的背光调控，在该应用中，无论座舱的环境光如何，飞机驾驶员都有必要能够看见屏幕。

除了在任何测量子系统中特定的电子偏移量以外，针对该背光应用的主导的偏移量由座舱的环境光产生，尤其是当太阳照亮液晶屏时。此时由内部光传感器测量足够的一部分环境光，并偏移传感器的测量值。因为干扰光被添加在背光源产生的光上，所以降低了驾驶员看到的亮度的精确性。

本发明的目的在于通过测量偏移量以使其得到补偿，而不是尝试对其最小化来改进受控系统的调控稳健性。

本发明适用于以时分多电平调控方式受控的系统。特别地，它会利用系统不同的调控电平以使差值得到测量。

因此，本发明的主体是一种用于调控以时分多电平调控(PWM)方式受控的系统的方法，该方法使用一种设备，其接收设定点(11)并包括控制子系统，在控制子系统中，传感器(14)测量系统(10)的根据设定点(11)而变化的特征变量(15)，对变量(15)的测量能够通过控制子系统来改变对系统(10)的调控，该方法的特征在于其包括下列操作：

●通过传感器获取两个测量，每个测量持续一个时间段，这两个时间段相对于调控的分段是不对称的，

●根据测量和测量时间段，确定控制子系统的偏移量和系统对调控的无偏移量的修正响应。

通过具有两个未知数两个方程的系统来计算测量的偏移量并将其从控制传感器所获取的测量中减去，这两个未知数是系统的无偏移量的修正响应和测量子系统的偏移量，这两个方程是以两个未知数的函数形式来表达的测量。如果这两个时间段相对于调控的分段是不对称的，则这两个方程就不是多余的，因此允许对方程系统求解。

在本发明的一个特定的实施例中，由控制传感器测量的主导的偏移量由值得量化的物理现象导致，因为其值(通常由辅助系统测量)用于定义系统的设定点。

例如，在液晶屏背光调控中，偏移量的变化主要是由于环境光的变化，如上文所述这是物理现象。通过确定没有系统偏移量的响应，本发明允许获得无关于环境光的光测量值。这个偏移量也可以用于适应设定点11，而不是使用辅助传感器来测量环境光。这使得只使用一个传感器将光调控在设定点并同时测量环境光以生成设定点成为可能。换而言之，以更普通的方式，设备接收到的设定点可以是测得的偏移量的函数。在这种情况下，主要由于环境光，偏移量的测量值被加权然后被添加到设定点。例如，在环境光增强时，光的设定点会提高。

通过阅读例如所给实施例的详细的说明，可以更好地理解本发明并且其它优点会得以体现，由附图描述的说明中：

●图1以图形表示本发明可以应用于的受控系统；

●图2a到2d以时序图表示对系统的调控和几个测量的实例，后者使得确定控制子系统的偏移量成为可能；

●图3表示依据本发明由设备获取的测量的实例，其使得消除偏移量的影响成为可能；

●图4表示使用本发明的控制子系统的实例。

为了清楚起见，在不同的示图中相同的组件具有相同的编号。

图1表示用于根据设定点11来调控系统10的设备的实例。该设备包括控制模块12，其通过控制算法向系统10传送调控13。该设备还包括控制传感器14，其测量系统10的特征变量15并随着调控13变化，以及比较器16，其测量设定点11和变量15的值之间的差17的。差17构成控制模块12的输入数据。