专利名称：一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法
技术领域：
本发明提供一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法。
背景技术：
数字胃肠机的自动光圈系统是一种集光、电子，机械一体的精密机电机构。一般常见的位置闭环系统一般采用P调节算法或者P调节加前馈控制的算法。单 采用P调节控制，系统呈现的滞后特性，而且由于系统惯性，电机容易过冲，出现比较大的 静差。如果采用P调节加前馈控制的算法，可以弥补系统出现的滞后特性，而且静差也会 大大降低，但是前馈环节模型比较复杂，不容易建立数学模型，而且控制系统得参数很难整 定。
发明内容
本发明公开了一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法。自动光圈控制系 统对电机的定位控制要求很高，本发明提出了一种新的电机控制解决方案，实现电机的准 确定位，该算法根据光圈的不同状态，选择不同的数学模型，同时选取控制系统参数，从而 实现快速，精确的定位控制。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法，其包括如下步骤A.将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，然后根据不同的区间整 定合适的参数P” Ι、ξ”Pi 不同区间的比例调节系数，Ki 不同区间的补偿系数，ξ i:区间阀值，i取值近目标区为1，中目标区为2，远目标区为3 ；B.开始P调节算法；C.获取反馈值y (t)，t为某一采样周期对应的时刻点；D.计算目标值SP和反馈值y(t)之间的差值e (t)，判断差值e (t)的绝对值是否 小于10，ξ 0为误差的临界值，当偏差小于该值时，表示误差在允许范围之类，若小于，退出P调节算法，若不小于，进入E步骤；Ε.判断公式ξ 0 < |e(t) I < ξ 1是否成立，若成立，调用近目标区控制算法后回到C步骤，若不成立，进入F步骤；F.判断公式ξ 1 < |e(t) I < ξ 2是否成立，若成立，调用中目标区控制算法后回到C步骤，若不成立，调用远目标区控制算法后回到C步骤。
我们采用的是一种改进型的P调节控制算法，数学表达式为e (t) = SP-y (t)u(t) = e(t) XP+Ke (t)目标值和反馈值之间的差值SP:目标值y(t):反馈值u(t)给定值P 比例调节系数我们根据e(t)的绝对值的范围将该数学表达式离散化，得到u (t) = e (t) X P^K1 (| e (t) | < ξ》u (t) = e (t) ΧΡ2+Κ2 ( ξ ！ < e (t) < ξ 2)u(t) = e(t) XP3+K3(|e(t) I > ξ 2)Pi :不同区间的比例调节系数，i取值1、2、3等Ki 不同区间的补偿系数，，i取值1、2、3等Ii 区间阀值，i取值1、2、3等值PpKp ξ i系数需要根据实际系统整定。在实际应用中，我们将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，然后根 据不同的区间整定合适的参数Pi、K” ξ”采用分段式控制解决了由于系统状态变化，但是控制系统参数部改变，容易出现 参数不匹配，使系统不稳定，出现振荡，超调等，将大大影响控制系统的性能。该控制算法通 过反馈值，实时的观测系统的状态，根据不同的阶段选择合适的控制参数，达到最优化的控 制和系统的最佳性能。
错误！未找到引用源。本发明实施例流程图。
具体实施例方式下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明如图所示，一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法，其包括如下步骤Α.将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，然后根据不同的区间整 定合适的参数P” Ι、ξ”Pi 不同区间的比例调节系数，Ki 不同区间的补偿系数，ξ i:区间阀值，i取值近目标区为1，中目标区为2，远目标区为3 ；B.开始P调节算法；C.获取反馈值y (t)，t为某一采样周期对应的时刻点；D.计算目标值SP和反馈值y(t)之间的差值e (t)，判断差值e (t)的绝对值是否 小于ξο，ξ 0为误差的临界值，当偏差小于该值时，表示误差在允许范围之类，
若小于，退出P调节算法，若不小于，进入E步骤；E.判断公式ξ 0 < |e(t) I < ξ 1是否成立，若成立，调用近目标区控制算法后回到C步骤，若不成立，进入F步骤；F.判断公式ξ 1 < |e(t) I < ξ 2是否成立，若成立，调用中目标区控制算法后回到C步骤，若不成立，调用远目标区控制算法后回到C步骤。我们采用的是一种改进型的P调节控制算法，数学表达式为e (t) = SP-y (t)u(t) = e(t) XP+Ke (t)目标值和反馈值之间的差值SP:目标值y(t):反馈值u(t)给定值P 比例调节系数我们根据e (t)的绝对值的范围将该数学表达式离散化，得到u (t) = e (t) X P^K1 (| e (t) | < ξ 工)u(t) = e(t) ΧΡ2+Κ2(ξ ！ < e (t) < ξ 2)u(t) = e(t) XP3+K3(|e(t) I > ξ 2)Pi :不同区间的比例调节系数，i取值1、2、3等Ki 不同区间的补偿系数，，i取值1、2、3等Ii 区间阀值，i取值1、2、3等值PpKp ξ i系数需要根据实际系统整定。在实际应用中，我们将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，然后根 据不同的区间整定合适的参数Pi、K” ξ”采用分段式控制解决了由于系统状态变化，但是控制系统参数部改变，容易出现 参数不匹配，使系统不稳定，出现振荡，超调等，将大大影响控制系统的性能。该控制算法通 过反馈值，实时的观测系统的状态，根据不同的阶段选择合适的控制参数，达到最优化的控 制和系统的最佳性能。本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明， 以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
权利要求
1. 一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法，其特征在于包括如下步骤A.将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，然后根据不同的区间整定合 适的参数Pi、&、ξ”Pi 不同区间的比例调节系数， Ki:不同区间的补偿系数， I 区间阀值，i取值近目标区为1，中目标区为2，远目标区为3 ；B.开始P调节算法；C.获取反馈值y(t)，t为某一采样周期对应的时刻点；D.计算目标值SP和反馈值y(t)之间的差值e(t)，判断差值e(t)的绝对值是否小于 10, ξ 0为误差的临界值，当偏差小于该值时，表示误差在允许范围之类，若小于，退出P调节算法， 若不小于，进入E步骤； Ε.判断公式ξ 0 < I e (t) I < ξ 1是否成立， 若成立，调用近目标区控制算法后回到C步骤， 若不成立，进入F步骤； F.判断公式ξ 1 < I e (t) I < ξ 2是否成立， 若成立，调用中目标区控制算法后回到C步骤， 若不成立，调用远目标区控制算法后回到C步骤。
全文摘要
本发明公开了一种数字胃肠机的自动光圈分段式电机定位方法，其将控制区间分成三段，近目标区，中目标区，远目标区，采用分段式控制解决了由于系统状态变化，但是控制系统参数部改变，容易出现参数不匹配，使系统不稳定，出现振荡，超调等，将大大影响控制系统的性能。该控制算法通过反馈值，实时的观测系统的状态，根据不同的阶段选择合适的控制参数，达到最优化的控制和系统的最佳性能。
文档编号A61B19/00GK102100549SQ201110059268
公开日2011年6月22日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者曾小君, 秦启兴 申请人:深圳市蓝韵实业有限公司