[發明專利]一種轉矩觀測器極點調整的方法

在審

• 申請號: 201911402852.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111245324A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 李俊;劉雅蒙
• 申請（專利權）人: 深圳市合信自動化技術有限公司;深圳市科創思科技有限公司
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅

本發明公開了一種轉矩觀測器極點調整的方法，其包括步驟：步驟S1，編碼器采集電機機械轉速ω，電流采樣電路采集電機相電流從而得到電磁轉矩T_e，慣量辨識得到系統的總慣量J；步驟S2，根據電機運動方程建立狀態空間方程；步驟S3，根據系統的可觀測性判斷系統是否可以建立轉矩觀測器；步驟S4，根據狀態方程建立轉矩觀測器；步驟S5，根據電機轉速誤差調整轉矩觀測器極點；步驟S6，將轉矩觀測器的觀測轉矩作為補償值輸出至電流環給定輸入。實施本發明，可在瞬態時讓轉矩觀測器快速輸出，也可減少在系統穩態時轉矩觀測器的輸出抖動。

技術領域

本發明屬于轉矩觀測器控制領域，涉及轉矩觀測器極點調整的方法。

背景技術

伺服系統在運行時，電機容易受到轉矩擾動的影響而帶來速度的抖動，從而影響系統的穩定性。

如圖1所示，為減少負載變化對電機速度和位置的影響，通過轉矩觀測器觀測負載轉矩并以此作為轉矩環前饋輸入到環路中；傳統轉矩觀測器的穩態輸出抖動較大，以此輸入到控制環路中導致在穩態時轉矩指令抖動較大，補償后抖動程度超過未加補償時的。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供轉矩觀測器極點調整的方法，解決轉矩觀測器的穩態輸出抖動較大，以此輸入到控制環路中導致在穩態時轉矩指令抖動較大的問題。

本發明提供轉矩觀測器極點調整的方法，其包括如下步驟：

步驟S1，編碼器采集電機機械轉速ω，電流采樣電路采集電機相電流從而得到電磁轉矩T_e，慣量辨識得到系統的總慣量J；

步驟S2，根據電機運動方程建立狀態空間方程；

步驟S3，根據系統的可觀測性判斷系統是否可以建立轉矩觀測器；

步驟S4，根據狀態方程建立轉矩觀測器；

步驟S5，根據電機轉速誤差調整轉矩觀測器極點；

步驟S6，將轉矩觀測器的觀測轉矩作為補償值輸出至電流環給定輸入。

進一步，在步驟S2中，根據電機運動方程建立狀態空間方程具體過程為，

根據以下電機運動方程：

建立狀態空間方程如下：

進一步求解可得：

C＝[10]

其中，B為摩擦系數，J為系統慣量，ω'為觀測速度，T_l'為觀測轉矩，為觀測速度的導數，為觀測轉矩的導數。

進一步，在步驟S3中，所述判斷系統是否可建立轉矩觀測器具體根據以下公式判斷系統是否具有可觀性：

其中，矩陣滿秩時，判定系統具有可觀性，確定系統為可觀系統可以建立系統的轉矩觀測器；矩陣不滿秩時，則判定不具有客觀性，不能建立轉矩觀測器，則提示調整系統可觀性。

進一步，在步驟S4中，所述狀態方程具體為以下公式：

其中，

C＝[1 0]