[發明專利]一種基于模型參數精確辨識的仿真轉臺自校正控制方法有效
| 申請號： | 201710271289.4 | 申請日： | 2017-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN107065551B | 公開（公告）日： | 2020-02-18 |
| 發明（設計）人： | 陳松林;吳金書;楊寶慶;馬杰 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工大航博科技有限公司 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 楊立超 |
| 地址： | 150080 黑龍江省哈爾*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 模型 參數 精確 辨識 仿真 轉臺 校正 控制 方法 | ||
1.一種基于模型參數精確辨識的仿真轉臺自校正控制方法，其特征在于該方法具體過程為：
步驟一、根據轉臺伺服系統的結構建立轉臺伺服系統機理模型，包括轉臺伺服系統開環傳遞函數模型G(s)和摩擦模型
步驟二、測量抵消庫侖摩擦力矩Tc所需的控制量DA值，對步驟一中轉臺伺服系統開環傳遞函數模型G(s)的控制輸入信號進行補償；
步驟三、使用擴展卡爾曼濾波器對步驟二中補償后的轉臺伺服系統開環傳遞函數模型G(s)中的待辨識參數τe、τm和K進行精確辨識，得到精確參數和
步驟四、設計自校正控制環節J(s)的控制律，并根據辨識得到的和對自校正控制環節J(s)進行自校正調整，得到最優自校正控制環節J(s)；
所述步驟一中根據轉臺伺服系統的結構建立轉臺伺服系統機理模型，包括轉臺伺服系統開環傳遞函數模型G(s)和摩擦模型具體過程為：
轉臺伺服系統機理模型為：
式中，id,iq為同步旋轉d-q坐標系中的直軸電流和交軸電流；ωr為電機機械角速度；r為電機電樞電阻；r'＝r+kVkpskf為電機等效電阻，kf為電機電流反饋放大系數，kps為電機驅動器放大系數，kV為電機電流放大系數；L為電機電樞電感；JΣ為軸系總轉動慣量；D為電機旋轉時的摩擦系數；Tl為干擾力矩，包含摩擦力矩及波動力矩；Pm為電機極對數；ψf為轉子永磁效應對應的每對磁極磁通；ud,uq為旋轉d-q坐標系中的直軸電壓和交軸電壓；為微分算子；
忽略轉臺伺服系統機理模型中id的影響，通過控制iq來直接控制電機的力矩輸出，即
根據式(2)，將電機電流反饋放大系數kf設為1，并忽略電機旋轉時的摩擦系數D，令反電勢系數電機力矩系數轉臺伺服系統機理模型變為則由轉臺伺服系統控制輸入信號u到位置輸出θ的轉臺伺服系統開環傳遞函數模型為：
式中，G(s)為轉臺伺服系統開環傳遞函數模型，s為拉普拉斯算子；記為電磁時間常數，JΣ為軸系總轉動慣量，為機電時間常數，為標稱模型等效增益，式(3)簡化為：
轉臺伺服系統滿足τm＞＞τe，所以上式(4)又簡化為：
至此，轉臺伺服系統開環傳遞函數模型G(s)建立完畢；
庫侖摩擦模型只考慮了庫侖摩擦的作用，其表達式為：
其中，Tc為庫侖摩擦力矩，為電機轉子轉速；
至此，摩擦模型建立完畢。
2.根據權利要求1所述一種基于模型參數精確辨識的仿真轉臺自校正控制方法，其特征在于：所述步驟一中轉臺伺服系統控制輸入信號u具體形式為：
其中，A為信號幅值，f為基頻，t為時間，N為疊加的信號數量，取值為正整數，2πf≥1/τm，2π(2N-1)f≥ωc，ωc為系統帶寬。
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