【技术实现步骤摘要】
一种伺服系统的跟踪控制方法及系统
[0001]本说明书涉及自动化控制
，尤其涉及一种伺服系统的跟踪控制方法及系统。
技术介绍
[0002]伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在很多情况下，伺服系统专指被控制量是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移准确地跟踪输入的位移，基于上述伺服系统功能可知，伺服系统的跟踪控制非常重要。
[0003]现有技术中伺服系统的控制器例如：PID控制、自适应控制滑模控制等，均可以使得伺服系统跟踪已经给定的轨迹，实现伺服系统的跟踪控制。但是现有技术中的跟踪控制方法没有考虑到跟踪过程中例如最小能耗、跟踪误差等最优特性，使得跟踪控制无法实现最优轨迹的跟踪，且现有的伺服系统跟踪控制算法中多需要完整的系统动态信息，导致对于伺服系统的要求...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种伺服系统的跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：建立伺服系统的数学模型；对所述伺服系统的输入力矩和实际输出轨迹进行采集，基于所述实际输出轨迹与理想输出轨迹确定所述伺服系统的跟踪误差；其中，所述理想输出轨迹基于所述伺服系统的数学模型获得；根据所述跟踪误差与所述伺服系统的瞬态控制建立所述伺服系统的跟踪目标函数，并基于预置单层评价神经网络重构所述跟踪目标函数，以生成与所述跟踪目标函数相对应的最优贝尔曼方程；根据所述最优贝尔曼方程，确定单层评价神经网络模型权值以及所述伺服系统的最优瞬态控制；根据预置所述权值的估计误差设计所述单层评价神经网络的自适应律以实现所述单层评价神经网络权值的在线更新，并根据更新后的单层评价神经网络权值更新所述最优瞬态控制，得到所述伺服系统的最优跟踪控制。2.根据权利要求1所述的一种伺服系统的跟踪控制方法，其特征在于，所述建立伺服系统的数学模型，具体包括：定义所述伺服系统的状态变量为：；其中，为所述伺服系统的转角，为所述伺服系统的角速度；根据所述伺服系统的状态变量确定所述伺服系统的状态空间方程，以将所述状态空间方程作为所述伺服系统的数学模型；其中，所述状态空间方程为：；其中，为所述伺服系统的转动惯量，为所述伺服系统的系统控制，为伺服系统的自定义系数，表示伺服系统状态变量的自定义调整系数，表示伺服系统外部干扰，为所述伺服系统的力矩常数，为所述伺服系统的定子电阻，，为极点数，转子磁链值。3.根据权利要求2所述的一种伺服系统的跟踪控制方法，其特征在于，所述建立伺服系统的数学模型之后，所述方法还包括：根据所述伺服系统的动态相关函数对所述状态空间方程进行处理，以获得与所述状态空间方程相对应的简化状态空间方程；其中，所述根据所述伺服系统的动态相关函数对所述状态空间方程进行处理，以获得与所述状态空间方程相对应的简化状态空间方程，具体包括：根据所述状态空间方程确定所述伺服系统的非线性动态；
基于所述伺服系统的非线性动态对所述状态空间方程进行简化处理，以获得与所述状态空间方程相对应的简化状态空间方程；其中，所述简化状态空间方程为：；其中，与表示系统非线性动态。4.根据权利要求3所述的一种伺服系统的跟踪控制方法，其特征在于，所述基于所述实际输出轨迹与所述理想输出轨迹确定所述伺服系统的跟踪误差，具体包括：基于所述理想输出轨迹与所述实际输出轨迹的差值，确定所述伺服系统的跟踪误差；其中，所述跟踪误差为：；其中，为所述跟踪误差，为所述理想输出轨迹，为所述实际输出轨迹；其中，确定所述伺服系统的跟踪误差之后，所述方法还包括：将所述伺服系统的系统控制分解为稳态控制与瞬态控制，其中，所述稳态控制为：；表示反馈控制增益，为的伪逆；根据所述伺服系统的系统控制与所述跟踪误差，建立所述伺服系统的误差动态为：，为所述伺服系统的瞬态控制。5.根据权利要求1所述的一种伺服系统的跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述跟踪误差与所述伺服系统的瞬态控制建立伺服系统的跟踪目标函数，具体包括：建立所述伺服系统的性能指标函数；其中，所述性能指标函数为：，其中，表示所述伺服系统的效用函数，R为性能指标函数的权值矩阵；对所述性能指标函数求极小值以获得所述伺服系统的最优性能指标函数并将其作为所述伺服系统的跟踪目标函数；其中，所述最优性能指标函数为：；其中，根据所述跟踪误差与所述伺服系统的瞬态控制建立伺服系统的跟踪目标函数之后，所述方法还包括：基于所述跟踪目标函数与预设最优准则确定所述伺服系统的最优瞬态控制公式为：。6....
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