[發明專利]具有時變輸出約束的電機伺服系統自適應魯棒位置控制方法

無效

• 申請號: 201410564015.0
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104267595A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 楊貴超;姚建勇;徐張寶
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國;王培松

1.一種具有時變輸出約束的電機伺服系統自適應魯棒位置控制方法，其特征在于，該方法的實現包括以下步驟：

步驟1、建立電機位置伺服系統的數學模型；

步驟2、配置自適應律對電機位置伺服系統中的不確定性參數進行估計；

步驟3、配置具有時變輸出約束的電機伺服系統自適應魯棒位置控制器；

步驟4、通過參數設定使得電機伺服系統的位置輸出準確地跟蹤期望的位置指令，并且使得電機伺服系統的輸入無抖動現象產生。

2.根據權利要求1所述的具有時變輸出約束的電機伺服系統自適應魯棒位置控制方法，其特征在于，前述步驟1建立電機位置伺服系統的數學模型，其實現包括以下步驟：

簡化電機的電氣動態為比例環節，將電機位置伺服系統的運動方程表達為：

my··=Kiu-By·-f(t,y,y·)---(1)]]>

其中，m為慣性負載參數，y為慣性負載位移，K_i為力矩放大系數，u為系統的控制輸入電壓，B為粘性摩擦系數，為不確定性項，包括未建模的摩擦以及外干擾；

選取狀態矢量為：則電機位置伺服系統的運動學方程可以轉化為如下狀態方程形式：

x·1=x2]]>

θ1x·2=u-θ2x2-θ3-d(x,t)---(2)]]>

y＝x₁

對于公式(2)，定義不確定參數集θ＝[θ₁,θ₂,θ₃]^T，其中θ₁＝m/K_i，θ₂＝B/K_i，θ₃＝d_n/K_i；d(x,t)＝f(x,t)/K_i-d_n/K_i，其中d_n為系統總干擾的名義值；

控制器設計的目標為使電機伺服系統對參數不確定性以及外干擾具有一定的魯棒性，并使輸出y(t)滿足約束k‾c1(t)<y(y)<k‾c1(t),∀t≥0,]]>其中k‾c1:R+→R,k‾c1:R+→R,]]>從而使k‾c1(t)>k‾c1(t),∀t∈R+,]]>故存在以下假設：

假設1：結構不確定性參數集θ以及非結構不確定性d(x,t)滿足：

θ∈Ωθ‾‾Δ{θ:θmin≤θ≤θmax}---(3)]]>

|d(x,t)|≤σ_d????????(4)

公式(3)中，θ_max＝[θ_1max,θ_2max,θ_3max]^T,θ_min＝[θ_1min,θ_2min,θ_3min]^T分別為向量θ的上下界；公式(4)中σ_d為已知函數；

假設2：存在常數K_ci和i＝0,1,2，使k_c1(t)≥K_c0，并且和|k‾c1(i)(t)|≤K‾ci,i=1,2,∀t≥0;]]>

假設3：存在函數Y₀:R₊→R₊，滿足Y₀＞k_c1(t)，存在正常數Y_i，i＝1,2使理想軌跡y_d(t)以及它的微分滿足和∀t≥0.]]>