【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机位置伺服控制
，具体而言涉及一种基于状态估计的电机 位置伺服系统的输出反馈控制方法。
技术介绍
直线电机将电能直接转换成直线运动机械能，不需要任何中间转换机构的传动装 置。具有起动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点，因 而在工业中广泛应用。然而，由于工作状况变动、外部干扰以及建模误差的缘故，实际工业 过程的精确模型很难得到，因而为电机伺服系统设计高性能的控制器并不容易。 为了提高电机系统的跟踪性能，许多先进的非线性控制器进行了研究，如鲁棒自 适应控制，自适应鲁棒控制（ARC)，滑模控制等等。然而，所有上述方法中使用的全状态反馈 控制方法，也就是说，在运动控制中，除了需要位置信号，还需要速度和加速度信号。但对于 许多应用中，由于降低成本的需要，仅位置信息可知。此外，严重的测量噪声通常会污染所 测的速度和加速度信号，进而恶化实现性能的全状态反馈控制器。非线性控制应用中这些 实际问题的限制，导致了 PID控制至今在电机控制领域都处于主导地位。但同时不可否认， 在现代工业时代的新需求下，PID越来越难以满足日益追求的高性能控制。因此，迫切需要 设计非线性输出反馈控制策略。 在线性系统中，这个问题可以利用分离设计原则解决，即对可观可控的线性系统， 分别设计状态反馈控制器和状态观测器就可以获得系统的输出反馈控制器。但在非线性系 统，由于分离原则不再成立，利用输出反馈实现系统的镇定问题就是一个非常困难问题，近 年来，非线性系统的输出反馈镇定问题得到了广泛的关注。只有系统输出...
【技术保护点】
一种基于状态估计的电机位置伺服系统的输出反馈控制方法，其特征在于，该方法的实现包括以下步骤：步骤1、建立电机位置伺服系统的数学模型；步骤2、配置基于状态观测的电机输出反馈控制器；步骤3、调节基于有限时间干扰估计的鲁棒控制器中的参数使得系统满足控制性能指标。
【技术特征摘要】
1. 一种基于状态估计的电机位置伺服系统的输出反馈控制方法，其特征在于，该方法 的实现包括以下步骤： 步骤1、建立电机位置伺服系统的数学模型； 步骤2、配置基于状态观测的电机输出反馈控制器； 步骤3、调节基于有限时间干扰估计的鲁棒控制器中的参数使得系统满足控制性能指 标。2. 根据权利要求1所述的基于状态估计的电机位置伺服系统的输出反馈控制方法，其 特征在于，所述步骤1建立电机位置伺服系统的数学模型，其具体实现包括以下步骤： 将电机惯性负载的动力学模型方程表示为： my = kfu - by - f{y, y, t) (I) 式中，y表示角位移，m表示惯性负载，kf表示扭矩常数，u是系统控制输入，b代表粘性 摩擦系数，f代表其他未建模干扰，包括非线性摩擦，外部干扰以及未建模动态； 然后，把（1)式写成下述的状态空间形式： ?±1=Χ2(2) [X2= θ^-- - θ2χ2 - d(x, /) 其中，X= [Χι，χ2]τ表示位置和速度的状态向量；参数集θ= [Θ丨，θ2]τ，其中Θ丨=kf/m，Θ2 =b/m，(口)=,(.!·，.('，〇//?表示集中干扰； 由于系统参数m，kf，b是未知的，系统是参数不确定性的，系统的未建模动态和干扰总 是有界的，因而，以下假设总是成立的： 假设1 :参数Θ满足： 其中Θnin = [θωη,θ2niin]T，θΜΧ = [θ1ΜΧ,θ2_]τ，它们都是已知的，此外Θlniin>〇， 9 2min〉〇 ; 假设2:d(x，t)是有界的，即d(x,t)I^δd (4) 其中Sd已知。3. 根据权利要求2所述的基于状态估计的电机位置伺服系统的输出反馈控制方法，其 特征在于，所述步骤2的配置基于状态观测的电机输出反馈控制器，其具体实现包括以下 步骤： 步骤2-1、根据前述公式（2)构建电机的状态观测器 首先，将前述状态空间形式表示的系统模型表达成如下形式： iX1 =X., J- IJC2 =θΧηιι-OlirX^+ 其中，D(x，t) = (θ「θln)u-(θ2-θ2n)x2-d(x，t)是一个广义干扰，代表名义系统的偏 差，θ1η和0211是θ2的名义值； 由D(x，t) = (θ「Θln)u-(θ2-Θ2n)x2-d(x，t)和假设 2 可知D(...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐张宝，姚建勇，杨贵超，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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