[發明專利]一種精密運動臺擾動力辨識方法

有效

• 申請號: 202110272790.9
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113219907B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 徐杰;應雙雙;李輝;吳偉;韓煜;應騰力;張澤良;駱俊;駱豪
• 申請（專利權）人: 浙江御穹電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 臺州市方信知識產權代理有限公司 33263
• 代理人: 孫圣貴

1.一種精密運動臺擾動力辨識方法，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟一：進行勻速實驗獲得推力波動的近似值，通過對其進行傅里葉分析得到推力波動的主要諧波成分；

步驟二：進行單位脈沖響應實驗，獲得由前饋控制量u_ff到運動臺位置輸出y的單位脈沖響應數據g＝[g₀ g₁...g_N-1]，并根據此數據組成Toeplitz矩陣G：

步驟三：構造前饋基函數Ψ_rf；

步驟四：通過迭代實驗來更新擾動力幅值參數，結合擾動力諧波頻率得到擾動力的辨識結果；

所述步驟三中前饋基函數由兩部分構成，一部分為其中T_s為系統采樣時間，k＝0，1，2，...，N-1為離散時間，T＝NT_s為系統總的運行時間，q為離散時間前移算子，ψ_r(k)用于補償加速度引起的控制誤差；另一部分為ψ_f(k)＝[-sin(w_p1r(k)) -cos(w_p1r(k))...-sin(w_pnr(k))-cos(w_pnr(k))]，用于補償由推力波動引起的控制誤差；將ψ_r(k)、ψ_f(k)組合為ψ_rf(k)＝[ψ_r(k) ψ_f(k)]，Ψ_rf為k＝0，1，2，...，N-1各個離散時刻ψ_rf(k)的堆疊形式，為N×(2n+1)的矩陣。

2.根據權利要求1所述的一種精密運動臺擾動力辨識方法，其特征在于，所述步驟一中，勻速實驗中將反饋控制器C_fb的輸出u_fb作為擾動力的近似值，通過對u_fb進行傅里葉分析，得到推力波動的主要諧波頻率w_t1、w_t2，...，w_tn；直線電機的推力波動是與電機位置成周期關系的量，將傅里葉分析得到的時間諧波頻率w_t1、w_t2，...，w_tn轉化為位置諧波頻率w_p1、w_p2，...，w_pn，轉化關系為w_pi＝w_ti/v₀，i＝1，2，...，n，從而直線電機推力波動的模型為：

3.根據權利要求2所述的一種精密運動臺擾動力辨識方法，其特征在于，所述步驟四中，定義θ＝[m α₁ β₁...α_n β_n]，m為待辨識的加速度前饋系數，[α₁ β₁...α_n β_n]為待辨識的擾動力系數；θ的初始值全設置為0；

設置學習步長為λ，0＜λ＜1，通過以下迭代算法，來更新待辨識參數θ；

(1)計算前饋控制量上標j表示第j次迭代實驗計算結果，在此前饋控制器量作用下運行系統，采集系統輸出數據y^j，得到控制誤差e^j＝r-y^j，其中r為參考軌跡；

(2)更新參數值θ^j+1＝θ^j+λ[(GΨ_rf)^TGΨ_rf]^-1(GΨ_rf)^Te^j；開始下一次迭代實驗，直至參數收斂；

參數值θ收斂之后，從中得到[α₁ β₁...α_nβ_n]的值，根據得到的推力波動的諧波頻率w_pi和諧波幅值α_i、β_i，i＝1，2，...，n，便可得到推理波動的辨識結果