采用脉冲向量设计的积分输入整形器，用于消除残余振动

《IEEE Open Journal of Control Systems》：Integral Input Shaper Designed with Impulse Vectors for Removing Residual Vibration

　　

摘要：

本文提出了一种用于抑制二阶系统残余振动的积分输入整形器（IIS）。该整形器的设计是通过将脉冲向量表示从有限离散脉冲序列扩展到连续积分形式来实现的。在这种表述中，相等间隔且幅度相同的脉冲向量被扩展到一个完整的旋转周期内，从而形成一个连续形式的输入整形器，可以理解为零振动（ZV）整形器的扩展。文中推导了IIS的一般形式，并考虑了阻尼效应；同时提出了接近零阻尼情况下的近似表达式。为了评估IIS对自然频率不匹配的鲁棒性，计算了IIS的灵敏度曲线，并将其与ZV整形器和零振动导数（ZVD）整形器的灵敏度曲线进行了比较。结果表明，IIS提供了一种不同的鲁棒性特性，其灵敏度曲线结构与传统离散输入整形器有所不同。此外，还分析了IIS在常用指令输入下的时域特性。IIS能够将阶跃、斜坡和周期性指令转换成易于理解的函数形式，从而便于解释相应的系统响应。在选定的斜坡和周期性输入条件下的实验结果与仿真结果一致，验证了所提出的IIS在测试条件下的有效性。