一种复杂机电系统的辨识控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复杂机电系统的辨识控制方法和系统，应用于六自由度调整转台，方法包括：将六自由度调整转台划分为机械部分和电气部分，获取机械部分的机械模型，并获取电气部分的类型以确定其电气部分模型结构；对机械模型进行谐响应分析仿真，获取包含若干个所述传递函数模型的传递函数模型集合；在传递函数模型集合中获取优选的传递函数模型，并以优选的传递函数模型建立机械部分的导出模型结构；以电气部分模型结构和导出模型结构得到整体模型，根据整体模型设计电机控制器的控制参数，并控制电机控制器依据控制参数控制转台的工作。本发明专利技术针对复杂机械结构，其分析结果更加准确可靠。

Identification control method and system of complex electromechanical system

【技术实现步骤摘要】
一种复杂机电系统的辨识控制方法和系统
本专利技术涉及系统辨识
，更具体地说，涉及一种复杂机电系统的辨识控制方法和系统。
技术介绍
在针对六自由度转台的电机控制过程中，现有的系统辨识技术的核心环节之一是模型结构的确定，依赖于先验知识及对系统整体的数学、物理学分析等。分析过程中，一些影响不大的干扰因素通常直接被忽略不计。这类模型结构确定方法，对低阶、简单的纯机械、电气系统有较好的适用性，但对于复杂的机电系统而言，由于控制精度要求较高，影响不大的干扰因素也需要考虑在内，由于先验知识较少，导致分析难度大，难以有效地确定系统模型结构，为后续的系统辨识及控制器设计工作造成了困难。已有技术中，对于模型结构的确定方法有按照残差方差、AIC准则，行列式比以及Hankel矩阵等方法。但在实际对于复杂机电系统的系统辨识及后续的控制器设计过程中，控制精度要求较高，同时系统在实际控制中，噪声影响相对较大，导致实验过程中，基于上述一系列传统方法确定的模型结构建立出的传递函数模型精确性较低，基于模型设计的控制器控制效果较差，最终导致对于六自由度转台的控制并不能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂机电系统的辨识控制方法，应用于六自由度调整转台，所述六自由度调整转台包括转台、设置在转台下部的音圈电机和电机控制器；其特征在于，所述方法包括：/n将六自由度调整转台划分为机械部分和电气部分，获取所述机械部分的机械模型，并获取所述电气部分的类型以确定其电气部分模型结构；/n对所述机械模型进行谐响应分析仿真，得到单组频率响应数据；根据所述单组频率响应数据获取包含若干个所述传递函数模型的传递函数模型集合；/n在所述传递函数模型集合中获取优选的传递函数模型，并以所述优选的传递函数模型建立机械部分的导出模型结构；/n以所述电气部分模型结构和所述导出模型结构得到整体模型结构，并以所述整体模型结...

【技术特征摘要】
1.一种复杂机电系统的辨识控制方法，应用于六自由度调整转台，所述六自由度调整转台包括转台、设置在转台下部的音圈电机和电机控制器；其特征在于，所述方法包括：
将六自由度调整转台划分为机械部分和电气部分，获取所述机械部分的机械模型，并获取所述电气部分的类型以确定其电气部分模型结构；
对所述机械模型进行谐响应分析仿真，得到单组频率响应数据；根据所述单组频率响应数据获取包含若干个所述传递函数模型的传递函数模型集合；
在所述传递函数模型集合中获取优选的传递函数模型，并以所述优选的传递函数模型建立机械部分的导出模型结构；
以所述电气部分模型结构和所述导出模型结构得到整体模型结构，并以所述整体模型结构进行参数估计得到整体模型，根据所述整体模型设计所述电机控制器的控制参数，并控制所述电机控制器依据所述控制参数控制所述转台的工作。


2.根据权利要求1所述的复杂机电系统的辨识控制方法，其特征在于，根据所述单组频率响应数据获取包含若干个所述传递函数模型的传递函数模型集合包括：
以所述单组频率响应数据作为输入/输出数据，利用辅助变量法，进行系统辨识，获取以阶数、零点数划分的所述传递函数模型集合G；
G＝{G1,0(s),G2,0(s),G2,1(s)...Gnp,nz-1(s),Gnp,nz(s)}
其中，np表示阶数，nz表示零点数；nz＜np；np和nz均为整数。


3.根据权利要求2所述的复杂机电系统的辨识控制方法，其特征在于，在所述传递函数模型集合中获取优选的传递函数模型，包括：
获取各个所述传递函数模型的幅频特性曲线、标准化均方根误差，并根据二者的相似程度选取优选的传递函数模型，其中，所述相似程度大的传递函数模型为所述优选的传递函数模型。


4.根据权利要求3所述的复杂机电系统的辨识控制方法，其特征在于，以所述导出模型结构和所述电气部分模型结构得到整体模型结构，并以所述整体模型结构进行参数估计得到整体模型，包括：
获取所述优选的传递函数模型结构Gm(s)，获取所述电气部分模型结构Ge(s)；
获取整体模型结构G(s)；
其中，G(s)＝Gm(s)·Ge(s)，Gm(s)为所述导出模型结构，Ge(s)为所述电气部分模型结构；
对所述整体模型结构G(s)进行参数估计，得到含参的整体模型G’(s)；用于通过含参的所述整体模型G’(s)控制所述电机控制器。


5.根据权利要求4所述的复杂机电系统的辨识控制方法，其特征在于，根据所述整体模型设计所述电机控制器的控制参数，并控制所述电机控制器依据所述控制参数控制所述转台的工作，包括：
根据所述整体模型设置所述电机控制器的输出电流，控制所述电机控制器向所述音圈电机输出所述输出电流，以控制所述转台的工作。


6.一种复杂机电系统的辨识控制系统，应用于六自由度调整转台，所述六自由度调整转台包括转台、设置在转台下部的音圈电机和电机控制器；其特征在于，所述辨识控制系统包括：
分类获取模块，用于将六自由度调整转台划分为机械部...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕然，周烽，王辉，王丽萍，金春水，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22