一种基于边界特征线且特征点可变的二阶非线性离散跟踪微分器及在测速定位系统中的应用

摘要：

利用状态反推方法确定最速离散二阶系统的线性区域的边界特征线及控制特征线,以相平面上的点及边界曲线、控制线的相对位置按线性规则确定控制量的大小,区分可达区与线性区,并依此构造最速分段线性函数形式的跟踪微分器(Tracking-differentiator, TD),这种算法可以方便地修改特征点,适应能力强,而且运算中不包含任何根号运算,使得控制综合函数的形式极大简化,有利于工程实现。对正弦信号及方波信号的仿真结果表明了上述结论的合理性。验证了特征点分段线性算法在适当修改特征点后得到的TD,与经典TD以及它的线性近似进行比较,跟踪能力和微分提取能力都得到了较大的提高。应用移动平均算法构成的跟踪微分器组,具有相位补偿功能,适当选取TD 参数后,得到了滤波能力强、相位特性良好的滤波器,并应用于基于长定子齿槽检测的永磁电动磁悬浮列车的测速定位系统中。实验结果表明,本文提出的简化TD按相位补偿确定的方案能有效滤除脉冲和扰动等噪声,对过轨道接缝时的畸变信号进行修复,边界容易修改,算法简单有效,实时性强,易于工程实现。

关键词：跟踪微分器、离散系统、线性边界、最速控制、综合函数、可达区

分类号：TP1;O23

资助基金：国家自然科学基金11202230,60974128,11302252资助Supported by National Natural Science Foundation of China 11202230,60974128,11302252

在线出版日期：2014-06-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：952-964