一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法技术方案

技术编号:42539968 阅读:21 留言:0更新日期:2024-08-27 19:44
本发明专利技术提供一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,针对强耦合、非线性和外部干扰的多电机驱动系统提出一种基于反步法的最优控制策略。该方法通过平均偏差耦合控制策略对性能指标进行解耦,将综合性能指标分解为跟踪性能指标和同步性能指标,解决了负载和电机的耦合问题,使得负载的最优跟踪控制器和电机的最优同步控制器可以独立设计。其次,对于系统的不可测状态和未知非线性,利用扩张状态和扰动观测器对其估计,该观测器可在无需知道扰动上界情况下,保证估计误差的有界性。最后,根据此观测器提出一种基于反步法的最优控制策略,设计最优跟踪控制器和最优同步控制器,并使用李雅普诺夫定理证明系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多电机驱动系统电机同步与负载跟踪控制,具体涉及基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法


技术介绍

1、在现代工程中,单电机驱动系统被广泛应用于工业、医疗和军事领域。随着科学技术的发展,因为驱动力低和成本高,所以单电机驱动系统已经不能满足现代工业发展的需求。

2、随着工业生产技术的提高,多电机驱动系统得到了广泛应用,尤其是在大惯量和大功率系统的控制方面取得了显著成果。多电机驱动系统通过将负载分配到多个电机上来提升整个系统的驱动能力和过载能力。多电机驱动系统降低了每个电机的功率要求,减少了技术和设计成本的限制。同时,多电机驱动系统能够更好地应对负载变化和输出功率的波动,提升了系统控制性能。

3、多电机驱动系统需要在高速度、高加速度和高精度的要求下,具备对随机变化信号的快速响应能力,以确保系统能够实现对参考信号的精准跟踪,以满足实际应用中的需求。在实际应用中多电机驱动系统常采取末端齿轮传动的驱动方式以获得大减速比和高驱动力矩。然而,这种复杂的驱动方式也伴随着一系列挑战,如齿隙非线性和电机同步等问题,这对系统的整体性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述步骤一中含扰动力矩的多电机驱动系统的动力学方程为:

3.根据权利要求2所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述电机与负载的传递力矩Ti可以描述为如下近似死区函数为:

4.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述步骤一中多电机驱动系统的状态空间方程为:

5.根据权利要求4所述的一种基于扩张...

【技术特征摘要】

1.一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述步骤一中含扰动力矩的多电机驱动系统的动力学方程为:

3.根据权利要求2所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述电机与负载的传递力矩ti可以描述为如下近似死区函数为:

4.根据权利要求1所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述步骤一中多电机驱动系统的状态空间方程为:

5.根据权利要求4所述的一种基于扩张状态观测器的多电机驱动系统最优控制方法,其特征在于,所述多电机驱动系统的状态空间方程中f1和f2i的表达式为:

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【专利技术属性】
技术研发人员:范波黄国幸许惠孙力帆王珂
申请(专利权)人:河南科技大学
类型:发明
国别省市:

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