一种带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统在线建模方法技术方案

一种带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统的在线建模方法，首先利用机理分析将系统建模成带有一个死区非线性块和一个线性动态块相结合的Hammerstein输入非线性系统，并考虑随机噪声的影响下，将确定性系统进一步描写为随机性模型；然后，利用辅助模型得到中间变量的估计值，进一步推导得到带有可变遗忘因子的递归最小二乘算法，实现系统的在线辨识建模。本发明专利技术的辨识建模方法框架简单，在线计算量小，且辨识模型精度高利于控制器设计，适用于一类带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统，能很好的推广到行业应用中。

【技术实现步骤摘要】
一种带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统在线建模方法
本专利技术应用于工控系统的系统辨识与建模，涉及一类带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统的在线建模方法。
技术介绍
随着“中国制造2025”和“工业互联网”概念的相继提出，对多轴雕刻机系统的控制精度和安全性能都提出了更高的要求。以控制和异常检测为导向的多轴雕刻机系统辨识与建模成为学术界和产业界关注的焦点。多轴雕刻机系统主要由伺服电机、控制器和机械设备等组成，其中对伺服电机的分析是实现多轴雕刻机系统建模的关键。目前市面上的多轴雕刻机系统主要是基于永磁同步电机的，其原因在于永磁同步电机具有结构简单，损耗小、效率高等多方面优势。根据所选择参考系的不同，永磁同步电机的模型一般可分为基于三相静态坐标系(A-B-C)、基于两相静态坐标系(α-β)和基于两相旋转坐标系(d-q)三种类型。与前两者相比，后者具有更简单的磁链和电压方程，因此得到了广泛的研究和应用。尽管如此，基于d-q轴坐标系的模型仍然包含大量未知参数，包括电气参数，负载转矩和整个驱动系统的惯性。目前，基于d-q轴的模型的参数识别可分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统的在线建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n1)在d-q轴坐标系下对系统进行机理分析并得出相应的待辨识参数模型，定义T

【技术特征摘要】
1.一种带有死区输入非线性的多轴雕刻机系统的在线建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)在d-q轴坐标系下对系统进行机理分析并得出相应的待辨识参数模型，定义Te为电磁转矩，由开路气隙磁通密度与合成电枢反应相互作用产生；Tl为空载转矩，由齿槽转矩和轴与轴承之间的摩擦引起，ωr为永磁同步电动机的电角速度，B为摩擦系数，J为整个系统的惯量，包括永磁同步电动机自身的惯量和耦合负载同步旋转的惯量，系统的力矩平衡方程式表述为，



由于电机的老化和轴承的磨损，空载转矩的变化是不可避免的，因此，将永磁同步电机在不同旋转方向上的空载扭矩定义为两个不相等的常数d1和d2，根据公式(1)得到系统的离散时间模型，
(J+B)ωr(k)-Jωr(k-1)＝Tm(k-1)(2)



式中，Tm是中间变量，d1≥0，且d2≤0，模型中待辨识参数为系统惯量J、摩擦系数B和常数d1、d2；
2)将系统的确定性模型进一步描写成随机性模型，考虑系统模型会受到噪声的影响，则公式(2)和(3)系统的确定性模型进一步描写为随机性模型，






式中，v(k)是均值为0且方差为的高斯白噪声，ω(k)是输出角速度，z-1是后向移位算子，G(z-1)表示传递函数，A(z-1)和B(z-1)是互质的，{a1,L,an}和{b1,L,bn}是系数，根据公式(1)和(2)知模型的阶次na＝nb＝1，假设系统是满足零初始条件的，即当k＜0时，Te(k)＝0，ω(k)＝0，且v(k)＝0，此外，F(g)表示死区非线性函数，它的一般形式为，






式中，l1和l2是非线性输入函数的线性段斜率，h(x)是指示函数，



3)根据步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴麒，董世建，张文安，俞立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33