[發明專利]一種用于閉環位置伺服的可測量速度擾動的補償方法

有效

• 申請號: 201711269552.2
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108023531B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 陳曉鵬;劉貴林;樊迪;張陶然;汪常進;張偉民;田野;劉培志
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發明公開了一種用于閉環位置伺服的可測量速度擾動的補償方法，通過測量擾動速度并得到速度指令補償量，修正后的補償量與位置調節器的指令值相加后作為速度調節器的指令輸入，從而實現干擾速度的補償，該補償方法具有實現簡單，并有良好的擾動抑制能力。

技術領域

本發明屬于伺服控制技術領域，具體涉及一種用于閉環位置伺服的可測量速度擾動的補償方法，可用于仿生眼關節的抗干擾中。

背景技術

傳統的位置閉環伺服，由位置環調節器根據輸入的位置指令和位置反饋，生成所需要的速度指令給速度調節器，最終控制電機的輸出轉速，并傳遞到負載側。一般情況下，這種閉環伺服方法是非常管用的。

但是，當速度環產生擾動的情況下，位置環的調節器輸出的指令，應當是擾動后的速度指令，而不應當是擾動前的電機側指令，否則擾動速度的影響就一直存在，導致控制效果不夠理想。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于閉環位置伺服的可測量速度擾動的補償方法，通過把可觀測擾動量進行測量并進行補償的新方法，可以有效地抑制擾動速度的影響，提高了系統的位置伺服對擾動的抑制能力。

本發明的一種用于閉環位置伺服的補償方法，包括如下步驟：

步驟1、確定干擾補償量：其中，Vmotor表示電機側的速度輸出，n表示電機減速比，Vout表示速度擾動后的電機最終輸出速度；K表示增益，取值為0～1；表示一階慣性環節濾波器；

步驟2、根據干擾補償量Vmotor，控制系統的速度環調節器指令Vref＝Vref0+Vcomp；

步驟3、將速度環調節器指令Vref輸入到速度換調節器，完成干擾補償。

本發明具有如下有益效果：

本發明的一種用于閉環位置伺服的可測量速度擾動的補償方法，通過測量擾動速度并得到速度指令補償量，修正后的補償量與位置調節器的指令值相加后作為速度調節器的指令輸入，從而實現干擾速度的補償，該補償方法具有實現簡單，并有良好的擾動抑制能力。

附圖說明

圖1為現有的位置閉環伺服控制框圖；

圖2為本發明中的干擾補償環節在整個位置閉環環路中的框圖；

圖3為本發明中干擾補償環節的內部組成框圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

首先，確保可測量出電機軸的速度和最終輸出軸的速度。并根據電機減速比得到電機的輸出軸的轉速為電機速度的1/n，這里n是減速比。

其次，我們計算初始補償量為電機速度的1/n減去最終輸出軸的速度。

第三，最終補償量為上述差值乘以增益為K的一階慣性環節濾波器。

第四，補償量和位置調節器的速度指令相加后作為速度環調節器的指令輸入，完成干擾補償。

本發明中，由于在擾動情況下，陀螺儀的速度＝電機的速度(穩相平臺的速度)+外界擾動的速度。在擾動情況下，通過速度補償方法，驅動器速度環的輸入由電機反饋的速度變成陀螺儀反饋的速度。這樣驅動器的速度環的輸入就變成了位置環輸出與陀螺儀速度反饋之差。電機對擾動信號的變化更敏感。實驗證明用補償方法后的電機穩相的快速性較補償前有明顯的提高。

實施例：