[發明專利]一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法

在審

• 申請號: 202010731532.8
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112051725A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 吳盼良;商美霞;佐大偉;常志英;王祿祿
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法，其特征在于，該方法用于對導引頭的穩定平臺進行伺服穩定控制，該方法包括如下步驟：

設定三個誤差閾值，包括第一閾值E1，第二閾值E2，第三閾值E3，其中E1E2E3；

取導引頭穩定平臺在當前采樣周期的控制輸出值u與穩定控制值y之差為誤差e，若eE3，則當前采樣周期處于大誤差階段，若e＜E1，則當前采樣周期處于小誤差階段，若E2≥e≥E1，則當前采樣周期處于重疊階段；

所述大誤差階段采用大誤差控制方法，所述大誤差控制方法為：正向通道選用比例微分控制即PD控制的控制算法，反饋通道選用不完全微分控制算法；

所述小誤差階段采用小誤差控制方法，所述小誤差控制方法為：前向通道選用比例積分控制即PI控制，反饋通道選用不完全微分控制算法；

若當前采樣周期處于大誤差階段或小誤差階段；則采用如下方式得到當前采樣周期的控制輸出實際值：

設定滑動窗口的長度為n，n為大于1的整數；導引頭穩定平臺的當前采樣周期的控制輸出為C(1)，上一采樣周期的控制輸出為C(2)，依此類推得到當前采樣周期的前n-1個采樣周期的控制輸出C(n)；

當前采樣周期的前k-1個采樣周期的控制輸出為C(k)，C(k)的系數為w(k)：

其中k為1-n之間的任意值，Σn為1～n的和；

則當前采樣周期的控制輸出實際值為

若當前采樣周期處于重疊階段，則當前采樣周期的控制輸出實際值為：

F＝p_LF_L+p_sF_s

其中p_L為大誤差控制輸出系數，F_L為當前采樣周期采用大誤差控制方法時的控制輸出；p_S為小誤差控制輸出系數，p_S＝1-p_L；F_S為當前采樣周期采用小誤差控制方法時的控制輸出；

當前采樣周期的控制輸出實際值與不完全微分控制反饋值相減后經負載傳遞函數輸出所述穩定控制值y；

所述反饋通道以所述穩定控制值y作為輸入利用不完全微分控制算法計算得到不完全微分控制反饋值。

2.一種高精度間接傳動伺服穩定控制系統，其特征在于，包括第一減法器、大誤差控制模塊、小誤差控制模塊、控制選擇模塊、第二減法器、負載傳遞函數模塊以及不完全微分控制模塊；所述穩定控制系統以所述導引頭的穩定平臺的控制輸出值u作為輸入，最終輸出針對u的穩定控制值y；

其中第一減法器以所述導引頭的穩定平臺的控制輸出u和所述穩定控制值y作為輸入，輸出為誤差e＝u-y；

所述大誤差控制模塊為比例微分PD控制的控制算法；所述小誤差控制模塊為比例積分PI控制的控制算法；

若eE3，則執行大誤差控制模塊，即執行比例微分PD控制的控制算法，得到控制輸出；

若e＜E1，則執行小誤差控制模塊，即執行比例積分PI控制的控制算法，得到控制輸出；

所述控制選擇模塊在eE3，或者e＜E1時，獲取當前采樣周期的控制輸出為C(1)，上一采樣周期的控制輸出為C(2)，依此類推得到當前采樣周期的前n-1個采樣周期的控制輸出C(n)；當前采樣周期的前k-1個采樣周期的控制輸出為C(k)，C(k)的系數為w(k)：

其中k為1-n之間的任意值，Σn為1～n的和；

則控制選擇模塊計算得到的當前采樣周期的控制輸出實際值為

若E2≥e≥E1，大誤差控制模塊和小誤差控制模塊均執行，分別得到當前采樣周期的大誤差控制模塊的控制輸出F_L和小誤差控制模塊的控制輸出F_S；

控制選擇模塊在E2≥e≥E1時，計算當前采樣周期的控制輸出實際值為：

F＝p_LF_L+p_sF_s

其中p_L為大誤差控制輸出系數，p_S為小誤差控制輸出系數，p_S＝1-p_L；

其中三個誤差閾值為預設值，分別為第一閾值E1，第二閾值E2，第三閾值E3，其中E1E2E3；

第二減法器以所述控制選擇模塊計算的當前采樣周期的控制輸出實際值與所述不完全微分控制模塊的輸出值做減法，第二減法器的輸出經所述負載傳遞函數模塊進行輸出得到穩定控制值y；

所述不完全微分控制模塊以所述穩定控制值y作為輸入，輸出為不完全微分控制反饋值。