[發明專利]一種基于微分預測的零位自動標定方法

有效

• 申請號: 201711292618.X
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108563210B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張磊;白潔;王瑞;高博
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明提出了一種基于微分跟蹤器的零位自動標定方法，通過微分跟蹤算法從位置被控對象的位置反饋測量信號計算其導數，并綜合位置對象物理特性、執行機構物理特性和位置對象零位特性獲取執行機構零位特征數據，并使用比例?積分控制算法控制對象的速度與位置，以重新標定位置系統的零位，解決由于零位漂移引起的控制不穩定和精度差的穩態。本發明具有運算量小、穩定性好、且在系統不需增加新的速度傳感的情況下自動尋優標定系統零位以解決零位漂移問題。

技術領域

本發明屬于工程控制技術領域，具體的說是一種基于微分預測的零位自動標定方法。

背景技術

由于外部供電、傳感器自身誤差、控制器自身控制精度、被控對象摩擦系數的差異，會引起被控對象的位置零位漂移的問題。因此需要定期對位置零位進行標定，目前常用的標定方法存在以下兩方面的不足。

一方面，現有位置控制系統實現零位標定功能時不僅需要位置感器，而且還需要速度傳感器，從而使系統復雜性和重量增加。

另一方面，現有位置控制系統通常采用手動校準的方法以實現零位標定功能。手動標定的方法操作過程復雜，而且容易造成被控對象同外界環境的接觸力過大，引起被控對象發生形變；或者是被控對象并未到達零位，而使控制誤差增大，影響控制系統的一致性、重復性和精度等品質。

發明內容

發明目的：為了解決傳統標定方法的不足，提出一種基于微分預測的零位自動標定方法。

技術方案：一種基于微分預測的零位自動標定方法；包括以下步驟：

1)、獲取k時刻的位置信號S(k)；

2)、采用預測算法計算k時刻的位置速度信號V(k)；

3)、判斷S(k)GL是否成立；

4)、若3)成立執行步驟5)，若3)不成立則執行步驟7)；

5)、計算位置跟蹤加速度誤差e_v，其中，e_v＝v1–v；

6)、對計算位置跟蹤加速度v進行閉環反饋控制，使被控對象的速度穩定在V1，返回步驟1)；

7)、判斷(v(k)＝v1-vx且持續3次)是否成立；

8)、若7)不成立，執行步驟5)，否則執行步驟9)；

9)、記錄當前時刻的位置值并將其作為基值S*(k)，以此計算位置閉環的目標值S1＝S*(k) +β，β是被控對象的位置穩態誤差ess的函數，取β＝2*ess；

10)、計算位置誤差e_s，其中，e_s＝S1–S(k)；

11)、對計算位置S進行閉環反饋控制，使被控對象的位置穩定在S1；

12)、被控對象的位置穩定在S1，即接觸力F∈[5 100]N時，記錄連續10次位置數據S₀、 S₁、...、S₉，并計算其均值S_m，并將S_m作為位置控制系統的新零位；

其中：

GL：維護人員根據控制系統的安裝誤差預留的標定范圍，GL∈[0 1.0]°；

S：電位計采集的角位置；

V：微分預測的角速度；

S1：被控對象與環境硬接觸時刻位置傳感器記錄的采集值，同時也是位置閉環PI控制的角位置期望值；

V1：速度閉環PI控制的期望角速度值；