一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，基于闭环系统实测数据，从而得到系统运行控制效果，控制器的设计不包含系统任何数学模型信息，仅利用受控系统的在线和离线I/O数据以及经过数据处理而得到的知识来设计控制器的输出，控制器的输出经由控制器的UART接口发送至超声电机驱动器，超声电机驱动器输出对应的SPWM信号，驱动超声电机运行。本发明专利技术无模型积分滑模控制方法的设计能够达到稳态跟踪精度高、动态响应快、抗干扰能力强、鲁棒性好、受负载变化影响小、具有自适应能力等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法
本专利技术涉及一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，属于自动化控制及电机控制

技术介绍
超声电机技术涉及材料、机械、电力电子及生产工艺等诸多学科领域，本身又具有复杂的非线性，其机械结构和工作原理相比传统的电磁电机也完全不同，目前想要建立精确完善的电机动静态数学理论模型都十分困难。虽然也有人尝试着提出过一些数学模型，但都还存在许多明显的缺陷，因而超声电机传统的控制方案不一定有效；其次，超声电机是利用压电陶瓷片的逆压电效应，定子和压电陶瓷产生共振，通过定子与转子的摩擦力，将电能转换为机械能。因而电机的输出特性受到环境温度、定转子间的摩擦损耗、定转子间的预压力和驱动器信号频率等各种因素的影响，实际使用中需要使用控制算法对电机的转速进行闭环控制。PID控制系统结构简单，设置好控制器的参数即可，当系统参数不变时控制精度较高，但是超声电机具有严重的非线性，当温度、负载等参数发生变化时，很难相应调节PID控制器的参数。自适应控制主要包括模型参考自适应控制和自校正控制，但由于至今为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，在k时刻，根据如下公式更新转速观测器的值：/n

【技术特征摘要】
1.一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在k时刻，根据如下公式更新转速观测器的值：



其中，Δf(k-1)＝f(k-1)-f(k-2)，分别为k、k-1时刻转速观测器的值，为k-1时刻伪偏导数的估计值，M为增益参数，且M＜1，Δf(k-1)为k-1时刻频率变化量，f(k-1)、f(k-2)分别为k-1、k-2时刻无模型积分滑模控制器的输出，为k-1时刻转速观测器的误差，n(k-1)为k-1时刻转速的实际值；
步骤2，在k时刻，根据如下公式更新伪偏导数的估计值：



其中，N＝1-M，ω为自定义正数，为k时刻伪偏导数的估计值，为k时刻转速观测器的误差；
步骤3，判断是否小于为正数，当时，将重置为为初始时刻伪偏导数的估计值；否则无需重置；
步骤4，根据如下公式更新k时刻补偿信号：



其中，ε(k)、ε(k-1)分别为k、k-1时刻补偿信号，γ为补偿因子，且0＜γ＜1，fs(k-1)为k-1时刻中间控制器；
步骤5，根据如下公式计算k时刻速度跟踪误差：
e(k)＝n*(k)-n(k)-ε(k)
其中，e(k)为k时刻速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华峰，孙阳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32