[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
地址：	056002 河北***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法
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【說明書】：

本發明公開了一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法，涉及伺服控制技術領域。本方法將控制過程分為大誤差階段和小誤差階段，實現不同的控制目的。大誤差階段的控制目的為快速響應誤差變化，迅速減小誤差量值；小誤差階段的控制目的為隔離高頻擾動，提高低頻精度。本方法針對兩個階段采取不同的控制策略：大誤差階段采用比例加微分的控制策略，比例控制能迅速減小誤差量值，同時快速響應誤差的正負方向變化，微分控制能快速響應誤差的量值變化。小誤差階段在前向通道采用比例加積分的控制策略提高低頻精度，在反饋通道采用不完全微分的控制策略隔離高頻擾動。本發明方法實現了對導引頭的穩定平臺的穩定控制，提高了間接傳動伺服系統的控制精度。

技術領域

本發明涉及伺服控制技術領域，具體涉及一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法。

背景技術

在導引頭中，穩定平臺是保證探測器空間指向穩定和以給定速度運動的伺服系統。伺服穩定控制方法則是穩定平臺的核心，將穩定平臺內的陀螺、電機等聯接成一個閉環系統，決定了穩定平臺的性能。

在一些導引頭中，受空間限制，電機需要采用齒輪傳動的方式。齒輪間隙和傳輸延遲給穩定平臺引入了非線性干擾，降低了系統精度和穩定性。

為了提高導引頭穩定平臺的性能，大部分文獻從控制算法的結構或干擾的測量入手，通過增加控制算法的校正環節，將測量或觀測得到的干擾進行前饋補償等方式，以提高性能。復雜的控制算法勢必會降低響應速度，對處理芯片的要求較高；間接傳動的干擾屬于不可測量項，而采用干擾觀測的方法需要系統建模準確，否則會引入誤差，同時干擾觀測存在明顯的延遲。

因此如何在不增加計算復雜度的前提下，對導引頭的穩定平臺進行穩定控制，提高間接傳動伺服系統的控制精度，是目前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法，能夠適用于伺服穩定平臺的控制，提高間接傳動伺服系統的控制精度。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：一種高精度間接傳動伺服穩定控制方法，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。

大誤差階段采用大誤差控制方法，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。

小誤差階段采用小誤差控制方法，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。