一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法技术

一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，针对实际建模中摩擦环节分析复杂，转动惯量影响因素多而导致不易获得准确的仿真数据等问题，不逐级去分析，而是采用整体等效方式，将多级环节的转动惯量和摩擦系数集中在两个参数上进行整体折算。通过获取典型输入信号的上升时间Tr和超调量σ作为目标值，使用Matlab M脚本文件进行编程仿真，根据电动舵机的机理分析，通过Laplace变换推导，搭建初步的仿真模型，编写迭代计算程序，使得每次仿真计算出的上升时间Tr和超调量σ与目标值进行比较，采用误差平方和最小原则计算偏离程度，搜索出满足误差范围要求的转动惯量和摩擦系数，从而达到建立精确模型的目的。建立精确模型的目的。建立精确模型的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法


[0001]本专利技术涉及一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，属于飞行器的伺服控制领域。

技术介绍

[0002]电动舵机的仿真模型建立是否准确直接关系到伺服控制算法的设计、控制参数的整定。由于模型建立过程中存在环节众多，分析复杂，有些变量的具体数值无法准确获取等问题，导致建立的模型与实际差别较大，造成仿真结果与实际不吻合，控制算法与参数整定需反复试凑，调试时间长。
[0003]现有技术中的建模方法往往忽略掉一些不易测量的环节，或者根据经验预估，这会直接导致建立的仿真模型与实物差别较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，针对实际建模中摩擦环节分析复杂，转动惯量影响因素多而导致不易获得准确的仿真数据等问题，不逐级去分析，而是采用整体等效方式，将多级环节的转动惯量和摩擦系数集中在两个参数上进行整体折算。通过获取典型输入信号的上升时间Tr和超调量σ作为目标值，使用Matlab M脚本文件进行编程仿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、利用Laplace变换，建立电动舵机的初步仿真模型；然后对该初步仿真模型进行仿真，控制算法设定为P控制；步骤二、对电动舵机实物，只采用P控制进行阶跃信号、方波测试，获取相应上升时间Tr与超调量σ；步骤三、将测试获得的上升时间Tr与超调量σ作为目标值，设定电动舵机转动惯量和摩擦系数的取值搜索范围，通过仿真迭代获得计算出的上升时间Tr
’
、超调量σ
’
，然后将仿真迭代的计算结果与测试获得的目标值进行比较，采用误差平方和最小原则计算偏离程度，获得最贴近目标值时的转动惯量和摩擦系数；步骤四、利用获得的转动惯量和摩擦系数，对初步仿真模型进行方波测试，并将仿真结果与实物测试结果对比，当二者的偏差不超过预定目标时，获得电动舵机的准确仿真模型。2.根据权利要求1所述的基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，其特征在于，电动舵机实物和初步仿真模型进行方波测试时，采用5
°
、10
°
、20
°
方波。3.根据权利要求1所述的基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，其特征在于，采用Matlab M脚本文件进行建模仿真。4.根据权利要求1所述的基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，其特征在于，当仿真结果与实物测试结果对比，偏差超过预定目标时，扩大步骤三中电动舵机转动惯量和摩擦系数的取值搜索范围，重复步骤三和步骤四，直到获得电动舵机的准确仿真模型。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于参数辨识的电动舵机仿真建模方法，其特征在于，将仿真迭代的计算结果与测试获得的目标值进行比较，采用误差平方和最小原则计算偏离程度，获得最贴近目标值时的转动惯量和摩擦系数，具体方法为：将仿真迭代的计算结果与测试获得的目标值进行比较，当满足|Tr
‑
Tr'|＜0.003s时，计算出当前误差的平方和p的值，p＝(Tr
‑
Tr')2+(σ
‑
σ')2。每次迭代计算出的p均与上次的值进行比较，最终得到最小的p
min
时所对应的转动惯量和摩擦系数即为最贴近目标值时的转动惯量和摩擦系数。6.根据权利要求1至4中任一项所述的基于参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫志文，霍明磊，洪铮，翟庆胜，王冬，金岳，刘士鑫，
申请(专利权)人：北京航天飞腾装备技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：