[發明專利]兩自由度控制系統、控制方法、控制設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201911272034.5
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111077775B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 賈松濤
• 申請（專利權）人: 固高伺創驅動技術（深圳）有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 石慧

1.一種兩自由度控制系統，其特征在于，包括：軌跡濾波器、整形濾波器、前饋控制器和反饋控制器，其中：所述軌跡濾波器根據輸入指令原始軌跡進行防止所述原始軌跡變形的第一次濾波獲得第一濾波軌跡；所述整形濾波器根據所述第一濾波軌跡進行抑制被控對象殘余振動的第二次濾波獲得第二濾波軌跡；所述兩自由度控制系統根據所述第二濾波軌跡和所述被控對象輸出的編碼器位置獲得當前周期的跟隨誤差，所述反饋控制器根據所述當前周期的跟隨誤差獲得用于決定下一周期的跟隨誤差的第一控制指令；所述前饋控制器根據所述第一濾波軌跡獲得用于降低跟隨誤差的第二控制指令；所述被控對象根據所述第一控制指令和所述第二控制指令受控運動；

其中，所述整形濾波器為最小相位系統，所述軌跡濾波器的傳遞函數為所述整形濾波器的傳遞函數的逆，

所述整形濾波器的傳遞函數為：

其中：-d為滯后的伺服周期數，z為離散系統的極點或零點，B_c(z^-1)為分子表達式，A_c(z^-1)為分母表達式：

其中：m為分子的階數，n為分母的階數，b₀、b₁、……、b_m為分子各項系數，a₁、a₂、……、a_n為分母各項系數；

所述軌跡濾波器的傳遞函數為：

2.根據權利要求1所述的兩自由度控制方法，其特征在于，所述前饋控制器的模型根據所述輸入原始軌跡，預先能夠使所述跟隨誤差降低到最小的所述第二控制指令輸入給所述控制對象。

3.根據權利要求1所述的兩自由度控制系統，其特征在于，所述前饋控制器的模型是所述被控對象的模型的逆。

4.根據權利要求1所述的兩自由度控制系統，其特征在于，所述被控對象是末端執行器。

5.一種兩自由度控制方法，包括：

根據輸入指令原始軌跡通過第一傳遞函數進行防止所述原始軌跡變形的第一次濾波獲得第一濾波軌跡；

根據所述第一濾波軌跡通過第二傳遞函數進行抑制被控對象殘余振動的第二次濾波獲得第二濾波軌跡；

根據所述第二濾波軌跡和所述被控對象輸出的編碼器位置獲得當前周期的跟隨誤差；

根據所述當前周期的跟隨誤差獲得用于決定下一周期的跟隨誤差的第一控制指令；

根據所述第一濾波軌跡獲得用于降低跟隨誤差的第二控制指令；

根據所述第一控制指令和第二控制指令控制被控對象的運動；

所述被控對象根據所述第一控制指令和所述第二控制指令輸出所述編碼器位置。

其中，所述第一傳遞函數為所述第二傳遞函數的逆，

所述第二傳遞函數為：

其中：-d為滯后的伺服周期數，z為離散系統的極點或零點，B_c(z^-1)為分子表達式，A_c(z^-1)為分母表達式：

其中：m為分子的階數，n為分母的階數，b₀、b₁、……、b_m為分子各項系數，a₁、a₂、……、a_n為分母各項系數；

所述第一傳遞函數為：

6.根據權利要求5所述的兩自由度控制方法，其特征在于，所述根據所述第一濾波軌跡獲得用于降低跟隨誤差的第二控制指令的步驟包括：

根據所述第一濾波軌跡通過第一模型獲得用于降低跟隨誤差的第二控制指令；

所述被控對象根據所述第一控制指令和所述第二控制指令輸出所述編碼器位置的步驟包括：

所述被控對象根據所述第一控制指令和所述第二控制指令以及通過第二模型輸出所述編碼器位置；

其中，所述第一模型是所述第二模型的逆。