一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在增益限制方案的基础上，使用补偿器使得伺服系统极限环最小，从而能获得更好的伺服控制效能。

A Limit Cycle Suppression Design Method for Servo Control System of Ultrasound Motor Based on Gain Limit Compensator

The present invention relates to a design method of limit cycle suppression for an ultrasonic motor servo control system based on gain limitation compensator, including an ultrasonic motor, in which one output axis of the ultrasonic motor is connected with an optoelectronic encoder, the other is connected with an inertia load of the flywheel, the output axis of the inertia load of the flywheel is connected with a torque sensor through a coupling, and the photoelectric weaving. The signal output end of the coder and the signal output end of the moment sensor are connected to the control system respectively. The control system is based on the gain limitation scheme, and the compensator is used to minimize the limit cycle of the servo system so as to achieve better servo control efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法
本专利技术涉及电机控制器领域，特别是一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法。
技术介绍
现有的超声波电机伺服控制系统，当需要进行高精度的定位时，如果控制器的增益较高会引起系统的极限循环，这使得系统的定位性能明显降低。对于系统中的摩擦力和干扰非线性，如果补偿方案由一个死区函数和积分项组成，那么通过系数调整可以使系统处于稳定范围内，此方法不但使得系统稳定，而且在设定增益的时候，可以避免不正确的增益设定使系统产生极限循环。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，能有效的增进系统的控制效能，并进一步减少系统对于不确定性的影响程度。本专利技术采用以下方案实现：一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，其特征在于：包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在增益限制方案的基础上，使用补偿器使得伺服系统极限环最小，从而能获得更好的伺服控制效能；其中，超声波电机驱动系统的动态方程为：

【技术特征摘要】
1.一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，其特征在于：包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在增益限制方案的基础上，使用补偿器使得伺服系统极限环最小，从而能获得更好的伺服控制效能；其中，超声波电机驱动系统的动态方程为：式中，Ap＝-B/J，BP＝J/Kt＞0，CP＝-1/J，B为阻尼系数，J为转动惯量，Kt为电流因子，Tf(v)为摩擦阻力力矩，TL为负载力矩，U(t)是电机的输出力矩，θr(t)为通过光电编码器测量得到的位置信号；所述增益限制方案采用的补偿器中，输入信号与输出信号之间的关系为：式中，u(s)为输出信号，r(s)为输入信号，h(s)为补偿信号，Kp为控制增益的等效值，Ka为自适应增益参，Ks为所期望的上限增益值；其中，补偿信号h(s)表示为：h(s)＝he(s)/s＝[(u(s)-r(s)Ks)Ka]/s；式中，he(s)表示补偿器的信号。2.根据权利要求1所述的一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，其特征在于：考虑非线性系统：式中，x表示电机转子的位移，表示电机转子的速度，A表示为Hur...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅平，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：福建,35