CN101053285A - 用于高强度放电灯的稳定驱动器 - Google Patents

Abstract

一种高强度放电灯驱动器的电路布置和运行方法，它确保高强度放电灯持久的稳定运行，而与灯的类型或者使用时间无关。这通过根据在给定时间周期的主要定位点信号和实际输出电流信号之间的差值信号而确定给定时间周期的校正定位点信号来实现。然后通过确定的校正定位点信号调整该主要定位点信号。

Description

用于高强度放电灯的稳定驱动器

技术领域

本发明涉及用于运行高强度放电灯的一种电路布置。

背景技术

这种电路布置被称为灯镇流器，并且例如用于运行高强度放电灯(HID)或者超高压(UHP)灯。在已知的方式中，具有方形波时间相关性的电流提供给UHP灯，在灯电流的连续半周期期间，使灯的电极交替地用作阴极和阳极。结果，防止电极之一的过早腐蚀。为了产生这种方形波电流，用于运行HID灯的电路常常使用包括全桥电路的换向器(commutator)。

由于灯和电路的相互作用，所以灯电流的每次换向会导致瞬变行动。这种所谓的灯电流循环导致灯的光输出的明显扰动。

现存的灯驱动器使用前馈控制来成形电流。该电流波形记录在μ处理机存储器内的查找表中。凭经验调谐每个灯-镇流器组合的这种记录波形以获得稳定的灯电流。但是，在灯的使用期内，灯动态特性经受大的变化。因此，使用查找表的前馈控制不能在整个灯的寿命期间保证令人满意的性能。而且，对于广大的灯家族来说，需要相等数量的专用灯镇流器，因为对于每个灯-镇流器组合，必须凭经验调谐μ处理机表。反馈控制也一样，因为随着实际的和假定的灯动态特性之间的差别增加，它的控制性能将降低。

通常通过所谓的电弧“扁平”脉冲式运行来获得HID灯中的电弧稳定。以脉冲方式运行的HID灯的缺陷是它们没有释放恒定的光。对于投影应用，需要恒定的或者清晰的亮度级。该灯电流、功率和相关的光通常不稳定，并经受亚临界的衰减。

因为要控制的系统强烈改变的动态特性，典型的前馈或者反馈控制方案的性能严重地受到限制，并且仅仅能在高强度放电灯使用寿命的一小部分时间内和仅仅对于一种特定类型的灯，可以保证这种性能指标。

因此，需要一种灯镇流器系统和运行这种系统的方法，在它们寿命中的大部分时间甚至是整个时间内，根据很多种灯的定位点信号(setpoint signal)产生稳定的灯电流。这通过根据本发明的电路布置和方法来实现。

发明内容

根据本发明运行高强度放电灯的电路布置包括可调变换器装置，适合从供电电压产生振幅可调整的电流；换向器装置，用于换向该电流并包括灯接线端子；定位点信号发生器装置，适合产生用于该电流的主要定位点信号；和校正定位点信号发生器装置，适合产生调整主要定位点信号的校正定位点信号以形成已校正定位点信号。该校正定位点信号发生器装置包括存储器装置、用于校正定位点信号的输出装置、适合获得输入信号的输入装置以及适合根据输入信号和存储在存储器装置中的信号周期性地再计算校正定位点信号的计算装置。该电路布置还包括适合使校正定位点信号发生器与主要定位点信号同步的相位同步装置。在另一个优选实施例中，公开了一种运行高强度放电灯驱动器的方法。根据另一个优选实施例的方法包括：在给定时间周期内产生主要定位点信号；在给定时间周期内获得对应于实际输出电流的信号；确定在给定时间周期内主要定位点信号和实际输出电流信号之间的差值信号；根据该差值信号确定该给定时间周期的随后的时间周期的校正定位点信号；和在随后的时间周期内用该校正定位点信号调整该主要定位点信号。

这种配置允许校正应用于设备即应控制的系统的主要定位点信号。设备的输出信号是要根据主要定位点信号进行控制的信号。根据本发明的电路布置可以和前馈控制环和反馈控制环媲美。前馈控制环的优点是它们的快速、低复杂性和成本。尤其是如果存在扰动或者系统动态特性改变时，它的缺陷是不良的控制结果，这是现在的应用中的情况。反馈控制环可以处理受控系统输出端的扰动，但是仍然遭受不良的控制，导致系统动态特性变化的情况。反馈控制环还受到它们需要能处理高带宽的情况的影响，换句话说它们需要是快速的。本发明具有一种前馈控制回路作为基本结构。在高强度放电灯灯驱动器的相关应用领域中，变化的系统动态特性是主要的问题。为了增加灯电流前馈控制的稳定性，确定修改主要定位点信号的校正定位点信号。这是通过以下方法实现的，即将校正定位点信号应用于主要定位点信号产生的已校正定位点信号以最佳的方式激励受控系统，这意味着尽管受控系统的激励信号即已校正定位点信号可以显著地不同于主要定位点信号，但是受控系统的输出将接近甚至于等同于主要定位点信号。对于根据本发明的电路布置或者方法，高强度放电灯是受控系统的一部分。更具体地，高强度放电灯和电路布置的部件一起形成动态系统。具体而言，高强度放电灯和电路布置的部件的组合可以以二次共振动态特性(second order resonant dynamics)为特征。电路布置中最容易对受到监视的动态性状有影响的部件是变换器装置和高强度放电灯的点火器(igniter)，它通常是换向器装置的一部分，因为它们都包括能量储存器(电容器和/或电感器)。该系统根据已校正定位点信号由变换器驱动。因此，该变换器必须相对于已校正定位点信号进行调整，这意味着变换器产生振幅可调整的电流。在变换器的容量范围内，这种振幅可以或快或慢地改变，因而能产生几乎任意的电流演变，只要电流保持正的。提供换向器装置以反转电流方向。该变换器装置和该换向器装置可以是分离的或者彼此集成为一件。该变换器装置可以是DC-DC变换器装置或者AC-DC变换器装置。该换向器周期性地反转电流方向。因此变换器装置和换向器装置的组合可以被认为是DC-AC变换器或者AC-AC变换器。在该电路布置中设置两个定位点信号发生器：主要定位点信号发生器和校正定位点信号发生器。每个定位点信号发生器产生相应的定位点信号。主要定位点信号是具有特定周期的重复信号。校正定位点信号更复杂，因为它由校正定位点信号发生器周期性地再计算。考虑到这一点，校正定位点信号发生器包括计算装置。因为校正定位点信号的再计算基于输入信号和存储的信号，所以校正定位点信号发生器还具有输入装置和存储器装置。该输入装置允许该校正定位点信号发生器从其它的部件获得信号。该存储器装置允许该校正定位点信号发生器作为当前和过去的信号的函数计算该校正定位点信号。可以使用通用的非易失性存储器技术例如ROM、PROM、EPROM和EEPROM作为存储器装置的非易失性部分。例如在半导体的管芯工艺期间或者通过快速编程(flash programming)来编程(programmed)这些非易失性存储器。该存储器装置的另一部分是可更新的，因而也可以使用易失性存储器，例如RAM、SRAM或者DRAM。在该电路布置中，相位同步装置允许校正定位点信号可以和主要定位点信号发生器同步，这对于该电路布置的适当功能是重要的。事实上，因为校正定位点信号是要校正主要定位点信号，所以它必须应用于后者，使得两个信号的相应部分同时出现。

在相关的实施例中，存储在存储器装置中的信号是当前周期的校正定位点信号，因此校正定位点信号发生器适合于进行校正定位点信号的迭代计算。校正定位点信号的迭代计算是有益的，因为在先前周期期间获得的结果提供了良好的推测，以进一步完善校正定位点信号。在在先的周期期间，那个在先的周期的信号因此临时存储在存储器装置中，直到在当前周期内使用它进行计算。

在一个实施例中，该存储器装置存储用于迭代计算的更新矩阵L_u和L_y。更新矩阵L_u和L_y用于确定在迭代计算中过去和当前的各自贡献。

在一个实施例中，计算装置适合于接受当作输入的是：来自存储器装置的当前周期的校正定位点信号和来自存储器装置的实际输出电流的平均信号，实际输出电流是流过高强度放电灯并相应于到输入装置的输入信号的电流，平均信号是通过叠加至少一个当前周期和一个或多个在先周期的实际输出电流信号计算的。关于根据本发明方法的实施例，迭代确定是给定时间周期的主要定位点信号，由该给定时间周期的校正定位点信号调整的主要定位点信号、流过高强度放电灯的实际输出电流的平均信号，通过叠加和按比例缩放所述给定时间周期和一个或多个在先周期中至少一个的实际输出电流信号而计算的该平均信号的函数。这种允许该计算装置使用在先周期的校正定位点信号和实际输出电流的平均信号以用于迭代计算。实际输出电流的平均信号比仅仅一个周期的实际输出电流的信号更稳定，这在迭代计算的收敛过程中可能导致更大的扰动。平均信号也是具有一个周期的长度的信号。它通过加上应该考虑的所有周期的实际输出电流的信号然后除以所考虑周期的数目来确定。因此它不同于在整个这些周期中输出电流的平均值，该平均值是单个数值。

在本发明的一个实施例中，电路布置还包括适合加和主要定位点信号和校正信号以形成已校正定位点信号的求和点。该受控系统可以认为大致是线性的。因此，输入信号的叠加将导致输出信号的叠加。因此，可以确定校正定位点信号，使得它抵消了受控系统输出上即实际输出电流中的不需要信号。此外，求和点容易在模拟和数字环境中实现。

在本发明的一个实施例中，计算装置适合于计算主要定位点信号和相应于实际输出电流的信号的差值信号。主要定位点信号和相应于实际输出电流的信号的差值信号是控制偏差信号，并且指示控制的质量和性能。它还包含计算下一个校正定位点信号的有价值信息。因为这种差值信号代表实际输出电流信号中不需要的成分，所以该校正定位点信号可被调整从而尽量使这些成分为零。

在相关的实施例中，主要定位点信号、校正定位点信号、相应于所述实际输出电流的信号和存储在存储器装置或者存储器中的信号分别用所述主要定位点信号的离散序列、校正定位点信号的离散序列、相应于实际输出电流的信号的离散序列和存储在存储器装置中的信号的离散序列表示。每个离散序列通过多个值代表各个信号，每个值相应于特定情况下各个信号的瞬时值。通过将离散表示用于存在于电路布置中的各种连续信号，可以数字地进行迭代计算。此外离散序列可以比连续信号更容易地存储。如果离散化并且因此信号的两个连续的离散样品之间的时间间距足够小，则离散序列就可以被认为是信号的精确表示，因此不必担心精度降低。通常通过所谓的采样和保持电路进行连续信号到离散序列的转换。

在相关的实施例中，对于第k个周期，通过计算装置遵循下述等式来进行迭代计算

ΔU_k＝L_y(R_k-Y_k)+L_uU_k

U_k+1＝U_k+ΔU_k，

ΔU_k是校正定位点信号变化的离散序列，

R_k是主要定位点信号的离散序列，

Y_k是实际输出电流的离散序列，

U_k和U_k+1分别是所述第k个周期和随后的周期k+1的所述校正定位点信号的离散序列，

更新矩阵L_y是在R_k和Y_k之间的差值信号的序列的算符，以及

更新矩阵L_u是校正定位点信号的序列的算符。

在这个校正定位点信号的序列的更新定律中，进行两个矩阵向量乘法。第一个乘法涉及由(R_k-Y_k)表示的控制偏差。用控制偏差信号的离散表示乘以矩阵L_y。第二个矩阵向量乘法涉及第k个周期的校正定位点信号。加和同样是矢量的两个乘积，以得到校正定位点信号矢量的变化。因此更新矩阵L_u和L_y分别是迭代增量和误差增量。由在周期k中的校正定位点信号矢量和校正定位点信号矢量确定的变化的总和计算下一个周期k+1的新校正定位点信号。虽然该迭代定律可以是写入单个等式中，但是迭代定律的建议定义是便于理解的表示法。

在进一步相关的实施例中，由系统的动态特性的估计来确定更新矩阵L_y和L_u。在根据本发明方法的相应实施例中，迭代确定是受控系统动态性能估计的函数，该系统包括高强度放电灯、变换器和换向器。在一个实施例中，迭代确定还是多个凭经验确定的系统动态特性的组合的函数。建议的控制方案的一个目的是预测对特定的激励到某种程度的系统特性，从而适时地调整好对系统可能进行的不希望的反应的对策。这至少需要对系统特性近似值的认识。可以通过估计灯的代表性选择而在生产灯驱动器之前就获得这种近似。灯的代表性选择可以包括在不同的年代的不同的灯类型。估计代表性选择中每个灯的系统动态特性并影响迭代定律。因此，用系统动态特性的几个估计来计算更新矩阵L_y和L_u，这种计算通常但不是必须脱机进行。例如在生产电路布置期间，更新矩阵就已经以永久的方式存储到校正定位点信号发生器的存储器装置中。因此，该系统动态特性的估计应该是将可能遇到的大多数动态系统的代表。但是即使估计的系统动态特性不是与实际系统的系统动态特性精确匹配，由于迭代更新定律，本发明的控制方案也仍然以稳定的方式起作用。只要实际的系统动态特性至少类似于用于确定更新矩阵L_y和L_u的系统动态特性，实际输出电流就仍然将收敛到主要的定位点。这使得所提出的电路布置的形式的灯驱动器对HID灯的种类、它的使用时间以及对系统动态特性有影响的其它因素非常不敏感。因此，该灯驱动器适合于各种类的HID灯，并且在HID灯的整个使用寿命期间保持它的控制性能。作为系统动态特性的预先估计的代替，还可以在现场进行估计，即在电路布置本身内进行估计。这可以通过用预定信号激励系统和分析系统响应来完成。

在一个实施例中，存储器装置适合于存储包含对应于一个周期的校正定位点信号序列的前馈表格。在对应的方法实施例中，对应于一个周期的校正定位点信号序列存储在前馈表格中。该前馈表格适合于与校正定位点信号发生器的输出装置一起使用，因此前馈表格中的序列是用于到输出装置的样本的写入样本。

在一个实施例中，定位点信号发生器适合于产生周期性重复的信号。主要定位点发生器产生的周期性重复的信号允许高效地预测主要定位点信号，因为可以在几个周期内监视和分析系统的动态响应。这使得可以通过逐渐试图改善系统响应而使迭代计算收敛。

在一个实施例中，受控系统还包括辅助反馈控制。在相关的实施例中，该辅助反馈控制包括电压反馈和/或电流反馈。如果系统输出处出现扰动，具有辅助反馈控制就是有利的，该扰动不会持续几个连续的周期，但是偶尔会发生。它因此逃脱被该校正定位点信号取消，因为在获得收敛之前它就已经消失。辅助反馈控制可以关注这种扰动，因为它不取决于定位点信号的周期性，因而就不会等待下一个周期以启动抵消扰动。电压和/或电流反馈检测这种扰动，该扰动被输出电压和/或电流的数值转化为定位点信号。对于辅助反馈控制，定位点信号对应于已校正控制信号。

在另一个优选实施例中，高强度放电灯驱动器包括上述电路布置。尤其是灯驱动器可以受益于该提出的电路布置，因为它解决用于HID灯的灯驱动器的重要问题，即关于变化的灯动态特性的传统灯驱动器的不良稳定性。

在相关实施例中，电路布置和/或校正定位点信号发生器是用于高强度放电灯驱动器的附加装置。作为附加装置，不需要高强度放电驱动器的改良。该附加装置可以和多种高强度放电驱动器类型一起使用。

在一个实施例中，该方法包括以下步骤：测量系统动态特性，存储测量的系统动态特性，和从测量的系统动态特性推论更新矩阵L_u和L_y。例如通过记录系统的阶跃响应，可以在HID灯运行期间测量该系统动态特性。然后进行关于特性性能的分析。由此，可以确定更新矩阵L_u和L_y。这具有以下优点，将以该更新定律为基础的系统动态特性基本上和实际的系统动态特性一致，导致用于控制实际电灯电流的方法的改善的性能。可以利用这种方法以给定灯驱动器运行的可接受HID灯的范围甚至更大。

在一个实施例中，主要定位点信号和对应于实际输出电流的信号的两个序列的差序列渐近地接近零序列。如果该差序列接近零序列，对应于实际输出的信号收敛到主要定位点信号。因此它是运行HID灯的方法正常运行的指示器，可以用作给使用者的信号，警告他所采用的HID灯与灯驱动器的规格不匹配。

本发明的一个实施例涉及投影系统，该投影系统包括高强度放电灯和根据上述说明的电路布置。高强度放电灯的组合，尤其是超高压(UHP)型放电灯的组合，常常用于投影系统，如上所述的电路布置由于光输出的高稳定性而适合于投影系统。这导致投影系统几乎无闪烁的操作，因此有助于投影影象的稳定显现。还改善了光输出的长期稳定性，高强度放电灯的必要更换变得更不频繁。

附图说明

借助于实例，将参考附图来解释根据本发明的电路布置和方法的实施例。在附图中：

图1a示出根据现有技术的前馈控制环；

图1b示出根据现有技术的反馈控制环；

图2示出本发明的控制方案；

图3示出在两个周期内图2的控制方案中的各种信号；

图4示出离散校正定位点信号Δu；和

图5示出该系统输出的五个连续阶跃响应。

具体实施方式

图1a示出系统或者设备16(P，plant)的前馈控制。基准信号r直接施加给设备16，它根据它的系统动态特性用系统输出信号y响应。在所表示的情况下，施加给设备16的控制信号和基准信号r一致。如果系统输出y要求遵循特定的时间相关性，则基准信号r和由此的控制信号就必须预测设备的动态特性。基准输入具有数字11，系统输出具有数字17。代替已经预测基准信号r中设备的动态特性，可以在对系统的输入处提供前馈控制器(未示出)。这种前馈控制器根据系统动态特性变更该基准信号以产生应用于系统输入的控制信号。理论上，前馈控制器使系统动态特性为零。但是，作为原因系统的前馈控制器只能响应基准信号。

图1b示出根据现有技术的反馈控制。该反馈控制环包括用于基准信号r的基准输入11、确定基准信号r和系统输出y之间的差值的求和点12、传递控制偏差给控制器14(C)的控制器输入端13。通过控制信号线15连接控制器14的输出端，传送控制信号给设备16的输入端。再次在系统输出17上呈现该系统输出信号y。控制器14尽量通过调整控制信号使其输入端13的控制偏差e为零。根据设备16的复杂度，可以或快或慢地实现这种目的。控制偏差e等于零是指系统输出y精确地跟随基准信号r。

图2示出与用于给高强度放电灯提供方波形电流并包括变换器和换向器的电路布置结合实现的本发明的控制方案。定位点信号发生器(SSG)22产生基准信号r，也称为定位点信号。为了更清楚，这个定位点信号将称为主要定位点信号。它施加给求和点。到求和点的另一个输入是校正定位点信号u。主要定位点信号r和校正定位点信号u的总和得出在求和点和设备16之间的连接15上呈现的控制信号。容易理解，如果校正定位点信号u是零，就仅仅主要定位点信号r施加给设备16作为控制信号。在这种特殊情况中，图2的控制方案类似于图1a的控制方案。但是，在一般情况下，校正定位点信号u将不等于零。它在校正定位点信号发生器(CSSG)26中确定。校正定位点信号发生器26通过连接27连接到上述求和点的输入端之一。到校正定位点信号发生器26的输入是在第二求和点和校正定位点信号发生器26之间的连接13上的控制偏差e。校正定位点信号发生器26能够产生校正定位点信号u，该校正定位点信号u在某一时段内是预定的。换句话说，在那个时间周期重放存储的信号。同步器(SYNC)24保证定位点信号发生器和校正定位点信号发生器之间的同步。在主要定位点信号r和校正定位点信号u之间精确的同步对于该控制方案的功能是决定性的。同步器24到定位点信号发生器22的同步信号通过连接23传送，而从同步器24到校正定位点信号发生器26的同步信号通过连接24传送。校正定位点信号发生器26包括存储器、模拟或数字输出、模拟输入端口和计算器。该输入端口连接到连接13并获得控制偏差e。在采样保持方式中，输入端口获得在一个时间周期内多种情况下控制偏差e的瞬时值。这导致控制偏差值信号e的样本的离散序列，它可以存储在校正定位点信号发生器26的存储器中。在相反的方式中，校正定位点信号发生器26的输出端口导致校正定位点信号u的样本的离散序列并依次在连接27上传送这些样本给求和点。在一个样本的时间内，输出端口保持用于校正定位点信号Δu的恒定值，这导致在一个周期上校正定位点信号的阶跃的演变。通过计算器在整个周期完成校正定位点信号u的计算。对于这个计算，控制偏差e的输入序列和校正定位点信号u的输出序列可以认为是长度等于一个周期中的样本数目的矢量。它还可以认为是仅仅计算每个周期的一小部分的校正定位点信号。在换向器的换向事件之后，输出电流经历其最强变化，而在每个周期的剩余部分内，输出电流相对稳定。围绕换向事件将校正定位点信号限制为每个周期的一部分具有以下优点，即需要进行更少的计算并且需要更少的存储器来存储该矩阵。相应于不同信号的矢量用相应的大写字母表示，因此U_k是包含属于周期k的校正定位点信号u的样本的矢量。同样，E_k表示在周期k中的控制偏差的序列，U_k+1表示周期k+1的已校正定位点信号的序列，该周期k+1是周期k之后的一个周期。计算器进行的迭代计算遵循等式：

ΔU_k＝L_y(R_k-Y_k)+L_uU_k

U_k+1＝U_k+ΔU_k。

这意味着由两个加数的总和计算校正定位点信号矢U_k。第一加数依赖于也可以表示为R_k-Y_k的控制偏差。这种控制偏差矢量通过更新矩阵L_y来变更。第二加数依赖于包含校正定位点信号的矢量。这种第二加数代表由上述公式给出的更新定律的迭代敌手(iterativeopponent)。另一个第一矩阵L_y是用于控制偏差矢量E_k＝R_k-Y_k的算符。另一个更新矩阵L_u是用于校正定位点信号矢量U_k的算符。优选那些更新矩阵L_y和L_u反映设备16的动态特性，并且选择更新矩阵L_y和L_u以使控制偏差E_k＝R_k-Y_k最终接近零序列，其意味着设备输出精确地跟随主要定位点。如果主要定位点信号是周期信号，可以考虑也利用一个或多个在先的周期，以获得设备输出信号的平均值序列，它在当前情况下是实际灯输出电流。如果考虑两个周期k和k-1，这种平均值序列就通过计算在周期k中的第一样本和在周期k-1中的第一样本的平均值、在周期k中的第二样本和在周期k-中的第二样本的平均值等等来确定。实际输出电流的平均值序列比实际输出电流的单个序列更稳定。

图3示出在长度为T的两个周期内五个不同信号的演变。最上面的信号代表具有主要为方波状形态的灯电流的主要定位点信号r。在气体放电灯应用中，由于灯的照明特性曲线，优选具有基本上方波状形状的灯电流。然而，略微地偏离精确的方形波是有益的，从而获得HID或者UHP灯更优化的照明特性曲线。例如，接近每个半周期末端时提高灯电流的绝对值是有益的，这使气体放电灯内部的箱子(ark)更稳定，从而减少闪烁。这种抗闪烁(anti-flickering)脉冲画为虚线。但是，本发明不受存在或者不存在这种抗闪烁电流脉冲或者对主要定位点信号形状的其它改良的影响。如从两个连续周期可以看出，主要定位点信号是周期性的。

图3中的第二信号是设备输出信号y。这个相应于实际的灯电流。代替跟随该主要定位点信号，在主要定位点信号的每一换向之后，灯电流发生振荡。发生振荡的频率、响应时间和过冲(overshoot)决定于系统的动态特性。同样，接近每个半周期末端对抗闪烁脉冲的响应画为虚线。

图3中的第三信号代表由r和y的差值形成的控制偏差e。在控制偏差e中灯电流信号y的振荡显著。该控制方案的目标是使这种信号为零。

图3中的第四信号是校正定位点信号u。如上所述，确定一个周期的该信号作为控制偏差e和在先的周期的已校正定位点信号的函数。因为校正定位点信号u应该尽量预测特定输入信号的系统特性，所以它也可能是估计的系统动态特性的函数。校正定位点信号u的预测性能通过以下事实来反映，即通过甚至在主要定位点信号达到它的换向瞬间之前就施加计数器(counter)信号给设备的输入端，校正定位点信号u抵消系统响应中预期的不希望的一部分。这是可能的，因为由于主要定位点信号r的周期性而已知下一个推荐的主要定位点信号的时刻。相反，校正定位点信号u不是周期性的，因此只要系统没有收敛，它在逐个周期中都不相同。根据收敛速度，在一个周期中的校正定位点信号u与相邻周期中的相同信号之间的差值或多或少的大，并且最终消失。

图3中的最下部信号表示已校正定位点信号r+u，它确定为主要定位点信号r和校正定位点信号u的总和。施加这种已校正定位点信号r+u给设备16逐渐改善设备输出，即实际的电灯电流。在几个周期之后，系统应该已经收敛，因此从那个时刻开始，所有的信号将在逐个周期基本相同。

现在转到图4，示出长度为T的一个周期的校正定位点信号u。校正定位点信号u表示为分段恒量函数。在该校正定位点信号发生器26内部，校正定位点信号u存储为一个或多个周期的矢量。对于持续时间τ保持对应于那个校正定位点信号中的每个元素(element)的值，这得到校正定位点信号u的这种分段恒量性能。持续时间τ还称为采样周期。可以看出校正定位点信号u表示在主要定位点信号r的上升边42和下降边44附近的特定行为。

在图5中，示出五个连续的半周期，它们都从上升沿开始。考虑五个连续的周期T1、T2...T5。尽管y_T1表示的在周期T1中的实际灯电流信号在换向之后仍然显示大的振荡，但是在随后的四个周期振荡逐渐消失。与周期T1的信号y_T1相比，在第五周期T5中的信号y_T5已经显示强收敛。

Claims (32)

1.一种用于运行高强度放电灯的电路布置，所述电路布置包括

适合由供电电压产生振幅可调整的电流的可调整变换器装置，

用于换向该电流并包括灯接线端子的变换器装置，

适合产生用于所述电流的主要定位点信号的定位点信号发生器装置，

适合产生调整所述主要定位点信号以形成已校正定位点信号的校正定位点信号的校正定位点信号发生器装置，所述校正定位点信号发生器装置包括

存储器装置，

用于所述校正定位点信号的输出装置，

适合获得输入信号的输入装置，以及

适合根据所述输入信号和存储在所述存储器装置内的信号周期性地再计算所述校正定位点信号的计算装置，

并且所述电路布置还包括相位同步装置，该相位同步装置适合使所述校正定位点信号发生器与所述主要定位点信号同步。

2.根据权利要求1的电路布置，其中存储在所述存储器装置中的所述信号是当前周期的所述校正定位点信号，因此所述校正定位点信号发生器适合于进行所述校正定位点信号的迭代计算。

3.根据权利要求1或2的电路布置，其中所述存储器装置存储用于所述迭代计算的更新矩阵L_u和L_y。

4.根据权利要求2和/或3的电路布置，其中所述计算装置适合于接受当作输入：

来自所述存储器装置的所述当前周期的所述校正定位点信号，和

来自所述存储器装置的实际输出电流的平均信号，所述实际输出电流是流过所述高强度放电灯并相应于到所述输入装置的所述输入信号的电流，所述平均信号是通过叠加和按比例缩放所述当前周期和一个或多个在先的周期中至少一个的实际输出电流信号计算的。

5.根据权利要求1到4中任何一个的电路布置，还包括适合加和所述主要定位点信号和所述校正信号以形成所述已校正定位点信号的求和点。

6.根据权利要求3到5中任何一个的电路布置，其中所述计算装置适合于计算所述主要定位点信号与对应于所述实际输出电流的所述信号的差值信号。

7.根据权利要求6的电路布置，其中：

所述主要定位点信号、

所述校正定位点信号、

所述相应于所述实际输出电流的信号、和

存储在所述存储器装置中的所述信号，分别由

所述主要定位点信号的离散序列、

所述校正定位点信号的离散序列、

对应于所述实际输出电流的所述信号的离散序列和

存储在所述存储器装置中的所述信号的离散序列代表，

每个离散序列通过多个值代表各自的信号，每个值相应于在特定的情况下各自的信号的瞬时值。

8.根据权利要求7的电路布置，其中对于第k个周期，由所述计算装置遵循以下等式进行所述迭代计算，

对于第k个周期，

ΔU_k＝L_y(R_k-Y_k)+L_uUX

U_k+1＝U_k+ΔU_k，

ΔU_k是所述校正定位点信号变化的离散序列，

R_k是所述主要定位点信号的离散序列，

Y_k是所述实际输出电流的离散序列，

U_k和U_k+1分别是所述第k个周期和随后的周期k+1的所述校正定位点信号的离散序列，

所述更新矩阵L_y是在R_k和Y_k之间的所述差值信号的序列的算符，

所述更新矩阵L_u是所述校正定位点信号的所述序列的算符。

9.根据权利要求8的电路布置，其中所述更新矩阵L_y和L_u由系统动态特性的估计来确定。

10.根据权利要求1到9中任何一个的电路布置，其中所述存储器装置适合于存储包含相应于一个周期的所述校正定位点信号序列的前馈表格。

11.根据权利要求1到10的电路布置，其中所述主要定位点信号发生器适合于产生周期性重复的信号。

12.根据权利要求3到11中任何一个的电路布置，其中所述电路布置还包括辅助反馈控制。

13.根据权利要求12的电路布置，其中所述辅助反馈控制包括电压反馈和/或电流反馈。

14.包括根据权利要求1到13中任何一个的电路布置的高强度放电灯驱动器。

15.根据权利要求14的高强度放电灯驱动器，其中所述电路布置是附加装置。

16.包括根据权利要求1到13中任何一个的电路布置作为附加装置的高强度放电灯驱动器。

17.用于运行高强度放电灯驱动器的方法，所述方法包括：

对于给定时间周期产生主要定位点信号；

对于所述给定时间周期获得相应于实际输出电流的信号；

确定在所述给定时间周期所述主要定位点信号和所述实际输出电流信号之间的差值信号；

根据所述差值信号确定所述给定时间周期的随后的时间周期的校正定位点信号；

用所述随后的时间周期的所述校正定位点信号调整所述主要定位点信号。

18.根据权利要求15的方法，其中迭代地进行所述校正定位点信号的所述确定。

19.根据权利要求16的方法，其中所述迭代确定是受控系统动态性能估计的函数，所述系统包括所述高强度放电灯、变换器和换向器。

20.根据权利要求17的方法，其中所述迭代确定是

所述给定时间周期的所述主要定位点信号、

由所述给定时间周期的所述校正定位点信号调整的所述主要定位点信号、

流过所述高强度放电灯的实际输出电流的平均信号，通过叠加和按比例缩放所述给定时间周期和一个或多个在先的周期中至少一个的实际输出电流信号而计算的所述平均信号

的函数。

21.根据权利要求18的方法，其中所述迭代确定还是多个凭经验确定的系统动态特性的组合的函数。

22.根据权利要求19的方法，其中

所述主要定位点信号、

所述校正定位点信号、

相应于所述实际输出电流的所述信号和

存储在所述存储器中的所述信号，分别由

所述校正定位点信号的离散序列、

所述主要定位点信号的离散序列、

对应于所述实际输出电流的所述信号的离散序列，和

存储在所述存储器中的所述信号的离散序列代表，

每个离散序列通过多个值代表相应的信号，每个值相应于在特定的情况下相应信号的瞬时值。

23.根据权利要求20的方法，其中所述迭代确定遵循等式

ΔU_k＝L_y(R_k-Y_k)+L_uU_k

U_k+1＝U_k+ΔU_k，

对于第k个周期，

ΔU_k是所述校正定位点信号变化的序列，

R_k是所述主要定位点信号的序列，

Y_k是所述实际输出电流信号的序列，

U_k和U_k+1分别是所述第k个周期和随后的周期k+1的所述校正定位点信号的离散序列，

L_y是所述差值信号的序列的算符，

L_u是所述校正定位点信号的序列的算符。

24.根据权利要求21的方法，其中L_y和L_u是由系统动态特性的估计来确定的矩阵。

25.根据权利要求21到22中任何一个的方法，其中相应于一个周期的所述校正定位点信号序列存储在前馈表格中。

26.根据权利要求22到23的方法，其中通过定位点信号发生器产生周期性重复的信号。

27.根据权利要求15到23的方法，还包括以下步骤：测量系统动态特性，存储所述测量的系统动态特性，和从所述测量的系统动态特性推论所述更新矩阵L_u和L_y。

28.根据权利要求21到25中任何一个的方法，其中所述受控系统还包括辅助反馈控制。

29.根据权利要求26的方法，其中所述辅助反馈控制包括电压反馈和/或电流反馈。

30.根据权利要求21到27中任何一个的方法，其中所述校正定位点信号发生器是普通高强度放电灯驱动器的附加装置。

31.根据权利要求22到28中任何一个的方法，其中所述主要定位点信号和相应于所述实际输出电流的所述信号的所述两个序列的所述差值序列渐近地接近零序列。

32.包括高强度放电灯和根据权利要求1到13中的一个或多个的电路布置的投影系统。

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