一种适用于双轴永磁伺服系统的非线性预测位置控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于双轴永磁伺服系统的非线性预测位置控制方法。考虑到双轴永磁同步电机驱动系统存在不确定性扰动，构建针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数及其约束条件，对价值函数进行求解获得永磁同步电机的电压控制量，将永磁同步电机的电压控制量输入到永磁同步电机的定子电压输入端，进而实现双轴永磁同步电机驱动系统的非线性预测位置的调节控制。本发明专利技术通过构建非线性扰动观测器估计系统不确定扰动，可有效抑制参数不确定性扰动给双轴系统电机位置跟踪影响，简化了传统级联控制器结构，有效减小系统计算量，提高系统动态响应性能。统动态响应性能。统动态响应性能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于双轴永磁伺服系统的非线性预测位置控制方法


[0001]本专利技术涉及一种永磁同步电机的控制方法，特别是涉及了一种适用于双轴永磁同步电机非线性预测位置控制方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机具有结构简单、功率密度大、调速范围宽等优点被广泛应用数控机床精密加工、半导体微加工、机器人等应用场合。然而，在实际工作过程中，由于参考轮廓轨迹发生转折、双轴驱动电机负载不平衡等因素导致双轴永磁同步电机驱动系统性能发生恶化，轮廓跟踪精度降低。因此，研究永磁同步电机位置跟踪控制策略，以实现双轴永磁同步电机驱动系统高效、稳定的运行具有重要意义。
[0003]近年来，国内外学者对双轴轮廓控制方法进行了深入研究。其中，模型预测控制方法凭借其动态响应速度快等优点被广泛应用于多电机控制系统。文献[1]基于广义模型预测控制，将永磁同步电机跟踪误差作为控制目标加入至价值函数中，求解获得单轴驱动电机级联广义预测控制器驱动各轴电机，并结合交叉耦合控制解耦实现双轴永磁同步电机驱动系统的轮廓跟踪控制。文献[2]结合模型预测控制方法，将跟踪误差与轮廓误差作为控制目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于双轴永磁伺服系统的非线性预测位置控制方法，其特征在于：方法包括：所述的双轴永磁伺服系统为双轴永磁同步电机驱动系统，考虑到双轴永磁同步电机驱动系统存在不确定性扰动，构建针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数及其约束条件，对价值函数进行求解获得永磁同步电机的电压控制量，将永磁同步电机的电压控制量输入到永磁同步电机的定子电压输入端，进而实现双轴永磁同步电机驱动系统的非线性预测位置的调节控制。2.根据权利要求1所述的一种适用于双轴永磁伺服系统的非线性预测位置控制方法，其特征在于：构建以下针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数为：征在于：构建以下针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数为：征在于：构建以下针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数为：征在于：构建以下针对双轴永磁同步电机驱动系统的价值函数为：其中，J为价值函数值，T1、T2分别为永磁同步电机电流环和位置环的预测步长；分别表示价值函数参考输出向量，H1、H2分别表示价值函数权重系数矩阵，Y1、Y2分别表示价值函数输出评估向量，t表示时刻，τ表示未来控制时域；y1(t)、y2(t)分别表示t时刻控制系统实际输出向量的第一分量和第二分量；分别表示t时刻控制系统实际输出向量第一分量和第二分量的一阶导数；分别表示t时刻控制系统实际输出向量第二分量的二阶导数；分别表示t时刻控制系统参考输出向量的第一分量和第二分量；分别表示t时刻控制系统参考输出向量第一分量和第二分量的一阶导数；分别表示t时刻控制系统参考输出向量第二分量的二阶导数和三阶导数；i
di
(t)、分别表示t时刻两台永磁同步电机d轴电流的实际值和参考值，θ
i
(t)、分别表示t时刻的两台永磁同步电机位置角的实际值和参考值，i＝1,2表示两台永磁同步电机的标号；所述的价值函数下还建立以下永磁同步电机非线性约束：
x(t)＝[i
di i
qi ω
i θ
i
]
T
u(t)＝[u
di u
qi
]
T
y(t)＝[y
1 y2]
T
b(t)＝[b
di b
qi b
ωi b
θi
]
T
式中，x(t)表示t时刻的状态变量，表示t时刻的状态变量的一阶导数，i
qi
表示两台永磁同步电机q轴电流实际值，ω
i
为两台永磁同步电机的机械角速度，u(t)表示t时刻电机控制系统的输入向量，u
di
、u
qi
分别表示永磁同步电机的d轴、q轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹彦飞，李晨，周湛清，耿强，史婷娜，夏长亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：