[发明专利]使用广义同质性来改进PID控制命令

权利要求书

1.一种用于控制要以数字方式控制的系统的数字控制装置，所述数字控制装置按离散时间步长基于在输入处在每个时间步长处接收到的误差向量操作，所述数字控制装置包括

-存储器，所述存储器被布置成接收控制参数的数据，所述控制参数包括在[-1；0]范围内选择的同质性因子、与所述要被控制的系统相关的反馈增益矩阵、扩展生成器矩阵、限定同质规范范数的李雅普诺夫矩阵(Lyapunov matrix)、下限、上限以及所述要被控制的系统特有的比例系数、微分系数和积分系数；

-估计器，所述估计器被布置成基于以下确定当前时间步长的同质规范范数值范围：先前时间步长的估计范围、所述当前时间步长的所述误差向量、所述扩展生成器矩阵、所述李雅普诺夫矩阵、限定第一时间步长的估计范围的所述下限和所述上限；

-计算机，所述计算机被布置成基于以下两者之和返回对所述要被控制的系统的针对所述当前时间步长的控制：所述当前时间步长的所述误差向量乘以基于所述反馈增益矩阵、当前时间步长的所述同质规范范数值范围、所述比例系数、所述微分系数和所述扩展生成器矩阵计算的因子的乘积；以及表示关联所述积分系数、所述扩展生成器矩阵、所有所述时间步长的所述同质规范范数值范围和所述误差向量的乘积在所述第一时间步长与所述当前时间步长之间的积分的值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述计算机被布置成根据以下公式基于所述反馈增益矩阵、当前时间步长的所述同质规范范数值范围、所述比例系数、所述微分系数和所述扩展生成器矩阵来计算所述因子：

K₀+‖E(t)‖_P^1+m(K-K₀)exp(-G ln(‖E(t)‖_P)

其中K₀是所述反馈增益矩阵，m是所述同质性因子，‖E(t)‖_P是从所述当前时间步长的所述同质规范范数值范围中提取的值，K是关联所述比例系数和所述微分系数的矩阵，并且G是所述扩展生成器矩阵。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述计算机被布置成根据以下公式计算表示关联所述积分系数、所述扩展生成器矩阵、所述时间步长的所述同质规范范数值范围和所述误差向量的乘积在所述第一时间步长与所述当前时间步长之间的积分的所述值：

其中K_i是所述积分系数，G是所述扩展生成器矩阵，并且‖E(t)‖_P是从所述时间步长τ的所述同质规范范数值范围中提取的值。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中所述计算机被布置成取此范围的所述上限为给定时间步长的所述同质规范范数值范围内的所述值。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述计算机被布置成使用所述当前时间步长的所述同质规范范数值范围的所述上限作为从所述当前时间步长的所述同质规范范数值范围中提取的所述值。