[發(fā)明專利]實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010186108.6
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101833284A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷國迎;朱利民;劉品寬;賴磊捷;李朋志
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征在于，包括步驟如下：

步驟一、實時采集磁滯系統(tǒng)的輸入和輸出信號，建立系統(tǒng)的磁滯模型，并確定所建立的磁滯模型的參數(shù)；

步驟二、根據(jù)步驟一輸入和輸出信號及磁滯模型，建立系統(tǒng)的磁滯逆模型，得出磁滯逆模型的解析表達式，并確定磁滯逆模型的參數(shù)；

步驟三、根據(jù)步驟二建立的磁滯逆模型，設(shè)計實時磁滯逆模型補償控制器，將磁滯逆模型的輸出信號表示成擴展輸入信號的線性表示，通過線性表達式參數(shù)的變化來實現(xiàn)對頻率依賴的磁滯特性，進而設(shè)計磁滯逆模型控制器實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時補償。

2.根據(jù)權(quán)利1所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，步驟一所述的建立系統(tǒng)的磁滯模型，并確定磁滯模型的參數(shù)，是指：采用DSP技術(shù)：產(chǎn)生激勵磁滯系統(tǒng)的輸入信號，通過定時采樣頻率，采集磁滯系統(tǒng)的輸出信號的瞬態(tài)值，并實時保存各時刻激勵信號的瞬態(tài)值；根據(jù)保存的輸入和輸出的信息，采用MATLAB軟件離線建立系統(tǒng)的磁滯模型，并確定磁滯模型的參數(shù)；

所述的建立的磁滯模型是基于橢圓模型的建模方法，是指，針對具有磁滯系非線性的統(tǒng)H[u](t)，不同時刻t₁，t₂的輸入電壓u(t₁)＝u(t₂)，所對應(yīng)的磁滯輸出H[u](t₁)≠H[u](t₂)；

所述的磁滯模型的參數(shù)的確定是在離線環(huán)境下，通過MATLAB軟件的系統(tǒng)工具包提供的最小二乘擬合的方法實現(xiàn)。

3.根據(jù)權(quán)利2所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，所述的DSP產(chǎn)生的磁滯系統(tǒng)的輸入信號，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)化器DAC轉(zhuǎn)化成模擬電壓，經(jīng)過恒定增益的高功率電壓放大器模塊放大后產(chǎn)生驅(qū)動磁滯系統(tǒng)的實際電壓信號。

4.根據(jù)權(quán)利2所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，所述的DSP采集磁滯系統(tǒng)的輸出信號，是指采用位置傳感器控制模塊，采集磁滯系統(tǒng)的位移信息轉(zhuǎn)化成電壓信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換成DSP采集磁滯系統(tǒng)的輸出信號。

5.根據(jù)權(quán)利2所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，所述的保存輸入輸出信息是通過實時在線仿真方法，將DSP中保存的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到MATLAB軟件中。

6.根據(jù)權(quán)利2所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，所述的在線仿真方法是指設(shè)計圖形用戶界面，通過用戶界面函數(shù)設(shè)定各種不同的系統(tǒng)輸入信號，以及在線修改控制系統(tǒng)程序的參數(shù)，通過實時在線仿真方法，設(shè)定值通過圖形用戶界面在線更新到DSP系統(tǒng)中；同時實時的圖形化顯示采集的輸出信號，使操作人員能直觀的監(jiān)控輸出信號隨輸出信號的實時變化情況；此外，圖形界面顯示的輸入和輸出信號信息會保存在計算機的臨時緩沖區(qū)中，在離線狀態(tài)下導(dǎo)入到MATLAB軟件中處理。

7.根據(jù)權(quán)利2所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，根據(jù)所述的橢圓模型的建模方法，同時把作為磁滯系統(tǒng)的擴展輸入信號，當不同時刻t₁，t₂的輸入電壓u(t₁)＝u(t₂)，由于因而H[u](t₁)≠H[u](t₂)，則每一對輸入唯一對應(yīng)一個磁滯輸出H[u](t)，即將建立了磁滯系統(tǒng)輸入與輸出的一一映射

8.根據(jù)權(quán)利1所述的實時磁滯逆模型對系統(tǒng)進行補償實現(xiàn)的方法，其特征是，步驟二所述的磁滯逆模型，是指：根據(jù)步驟一中輸入和輸出信號及所建立的磁滯模型，建立一一映射的磁滯逆模型，把作為逆磁滯模型的擴展輸入信號，當不同時刻t₁，t₂的逆模型磁滯輸入H[u](t₁)＝H[u](t₂)，由于因而逆模型的輸出信號u(t₁)≠u(t₂)，則建立了磁滯逆模型的輸入與輸出的一一映射所述的磁滯逆模型的參數(shù)的確定是在離線環(huán)境下，通過MATLAB軟件的系統(tǒng)工具包提供的最小二乘擬合的方法實現(xiàn)。