[發(fā)明專利]一種位置伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410432560.4
• 申請(qǐng)日: 2014-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN105372987A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石巖峰;陳安輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石巖峰
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 上海集信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 唐海波

1.一種位置伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

濾波延時(shí)單元；

實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)，用于輸出機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)速度；

速度觀測(cè)器，包括虛擬機(jī)械系統(tǒng)模塊、濾波延時(shí)單元和速度觀測(cè)補(bǔ)償模塊，用于輸出估算速度以及對(duì)所述估算速度和真實(shí)速度之間的差值進(jìn)行補(bǔ)償輸出，

PI調(diào)節(jié)模塊，用于接收位置指令與位置反饋之間的偏差，

D調(diào)節(jié)模塊，用于接收所述速度觀測(cè)器所輸出的估算速度，將所述估算速度乘以增益系數(shù)，進(jìn)行微分負(fù)反饋；

其中，所述位置指令由外界發(fā)出，所述位置反饋由所述位置傳感模塊發(fā)出；

所述虛擬機(jī)械系統(tǒng)模塊，為包含電機(jī)的實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用于接收所述力矩指令與所述補(bǔ)償輸出之和；

所述力矩指令為PI調(diào)節(jié)模塊中位置指令與位置反饋之間的偏差與D調(diào)節(jié)模塊中輸出的微分負(fù)反饋的加和。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置指令與位置反饋之間設(shè)有減法器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PI調(diào)節(jié)模塊與D調(diào)節(jié)模塊之間設(shè)有加法器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述速度觀測(cè)模塊和速度檢測(cè)模塊之間設(shè)有減法器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)上設(shè)有速度傳感器。

6.一種如權(quán)利要求1所述的位置伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

位置指令和位置反饋信號(hào)相減得到的偏差輸入到PI調(diào)節(jié)器，同時(shí)加上D調(diào)節(jié)器的輸出形成力矩指令；

所述力矩指令經(jīng)過濾波延時(shí)單元的功率放大后，驅(qū)動(dòng)實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)得到實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)位置的反饋信號(hào)和實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)真實(shí)速度信號(hào)；

所述實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)的真實(shí)速度信號(hào)和力矩指令輸入到速度觀測(cè)器，得到輸出信號(hào)，乘以增益系數(shù)，形成D調(diào)節(jié)器輸出；

所述速度觀測(cè)器輸出估算速度信號(hào)，與實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)真實(shí)速度信號(hào)相減得到速度偏差，輸出到速度觀測(cè)器補(bǔ)償模塊；

所述速度觀測(cè)補(bǔ)償模塊輸出加上PID調(diào)節(jié)器輸出的力矩指令信號(hào)，輸入到虛擬機(jī)械系統(tǒng)模塊得到用于D調(diào)節(jié)器的速度信號(hào)，再經(jīng)過濾波延時(shí)單元得到速度信號(hào)；

自此完成一次閉環(huán)操作，經(jīng)過若干次閉環(huán)操作，直至觀測(cè)速度與估算速度一致。