基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法与系统，其中方法包括以下步骤：建立离散分数阶开环迭代学习控制器；建立基于矢量控制的永磁同步电机位置伺服系统，对分数阶微积分迭代学习控制器等价变换；将iq、id和

Control Method and System of Open-loop Iterative Learning Based on Fractional Calculus

【技术实现步骤摘要】
基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法和系统
本专利技术属于电机控制
，涉及一种基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法和系统。
技术介绍
在实际工业生产中包括诸多重复性或周期性运动过程的系统，如机器人焊接、手机等各种工业生产线以及纺织业等，这些设备具有一个共同的特点，即具有重复性的运动和生产过程。现有的控制算法一般是采用PID、滑模以及自适应等控制算法，这些算法一般是采用单一的反馈或前馈技术，虽然对单一产品能够获得满意的精度，但对产品的一致性问题不能够得到很好的解决。迭代学习控制是对具有重复性运动的系统的一种控制算法，它运用先前控制中的数据信息，通过在线迭代寻找合适控制输入，能够得到精确的控制效果。而分数阶微积分具有很好的记忆功能和遗传特性，将分数阶微积分与迭代学习控制相结合，将会是一种可行的控制算法。但分数阶微积分由于计算量大，导致在工业控制中利用DSP等微处理器实现较为困难。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于分数阶开环迭代学习的永磁同步电机(PMSM)位置伺服控制方法。本专利技术将离散分数阶迭代学习应用于位置控制设计中，并对分数阶微积分工程化实现进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S10，建立离散分数阶开环迭代学习控制器，其中迭代学习控制律采用PD

【技术特征摘要】
1.基于分数微积分的开环迭代学习的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S10，建立离散分数阶开环迭代学习控制器，其中迭代学习控制律采用PDα型迭代学习控制律进行位置控制；S20，建立基于矢量控制的永磁同步电机位置伺服系统，结合分数阶微积分改善控制器性能，其中学习增益和分数阶微积分因子根据系统的动态性能和稳态性能来调整；S30，对分数阶微积分迭代学习控制器等价变换；S40，对电机位置控制量uk(i)进行收敛证明，将iq、id和比较得到的差值，分别送入电流调节器，经过电流调节器得到电压控制量ud和uq；S50，得到电机位置控制量之后，采用位置环+电流环控制策略，控制量经过位置调节器转化为q坐标系下的电流控制量，d轴给定参考为0；S60，ud和uq经过PARK逆变换转换到αβ坐标系下的电压控制量uα和uβ，然后根据uα和uβ生成脉冲调制PWM信号，并通过SVPWM原理控制三相逆变器生成三相电压信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S10包括以下步骤：S11，dq坐标系下，永磁同步电机的离散机械动力学方程为：其中，x(t)＝[θ(t)ω(t)]T，u(t)＝Te(t)＝kTiq(t)，B＝[01/J]TC＝[10]，θ(t)和ω(t)分别表示系统t时刻的位置和转速信号，Te(t)为电磁转矩输入，kT为转矩系数，iq(t)为q轴电流，Bf为摩擦系数，J为转动惯量，d(t)为包括负载的干扰信息；S12，采用离散分数阶开环迭代学习控制，将给定位置θ*与位置传感器反馈的位置θ之差送入离散分数阶开环迭代学习控制器，离散分数阶开环迭代学习控制器的输出为转矩即电流指令信号，离散分数阶开环迭代学习控制器为uk+1(t)＝uk(t)+Kpek(t)+KDΔαek(t)(2)其中，uk(t)为t时刻第k次迭代控制量，uk+1(t)为t时刻第k+1次迭代控制量，ek(t)t时刻第k次迭代误差，即ek(t)＝yd(t)-yk(t)，Kp为比例调节系数，KD微分调节系数，Δ表示离散微分算子，Δα为α阶微分，α∈(0,1)；离散型分数阶微积分定义如下，其中，h为采样时间，m为离散时间；P定义如下，3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S30包括以下步骤：S31，令采样时间h→0，则根据式(3)和(4)，可得t时刻第k次误差的α阶微分为S32，令将式(5)变换为：S33，根据式(6)，S12中的离散分数阶开环迭代学习控制器变换为其中，4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S40包括以下步骤：S41，由式(1)得到，令Yk＝[yk(1)yk(2),...yk(N)]T(10)xk＝[xk(0)xk...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕帅帅，鄢毅心，潘勉，李训根，刘敬彪，彭时林，史剑光，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33