[發明專利]一種基于數據存儲的位置重復控制方法

有效

• 申請號: 202110654788.8
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113325785B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉清泉;霍鑫;劉康志;趙輝;邢寶祥;王玘玥;吳璦菁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

1.一種基于數據存儲的位置重復控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一、獲取干擾信號的位置周期；其中，位置周期等于伺服系統運行角速度乘以干擾信號的時間周期；

步驟二、根據所述位置周期構造干擾信號位置內模；具體過程包括：構造動態延遲時間T_ddj，所述動態延遲時間覆蓋干擾信號的一個位置周期，其對應的動態延遲環節為以反饋控制器輸出信號為輸入信號，以動態延遲環節的輸出信號為反饋信號，構造正反饋環節，得到干擾信號位置內模為：

式中，T_ddj表示動態延遲時間；s為拉普拉斯算子；

步驟三、根據所述位置周期和所述干擾信號位置內模，設計角速度相關時變位置濾波器；具體過程包括：

步驟三一、根據所述位置周期對應的位置頻率確定角速度相關時變位置濾波器的帶寬；根據帶寬獲得轉折頻率參數w_cj；

步驟三二、根據伺服系統運行角速度v(t)設計正比于角速度的角速度相關時變位置濾波器的轉折頻率v(t)w_cj，構成角速度相關時變位置濾波器：

式中，ζ為系統阻尼，為系統的有阻尼震蕩頻率；

步驟三三、將角速度相關時變位置濾波器與動態延遲環節串聯，以保證將位置內模置于閉環系統后的穩定性；

步驟四、針對角速度相關時變位置濾波器，設計對應的位置補償器，以補償角速度相關時變位置濾波器存在的周期偏移；具體過程包括：

步驟四一、計算角速度相關時變位置濾波器的相位滯后值；

步驟四二、根據所述位置周期和所述相位滯后值計算由相位滯后造成的周期偏移，從而獲得伺服系統經過周期偏移需要的補償時間T_ddsj；

步驟四三、根據補償時間設計超前環節即構成角速度相關時變位置濾波器的位置補償器；

步驟五、將所述干擾信號位置內模、所述角速度相關時變位置濾波器和所述位置補償器相結合，構成位置重復控制器，實現對單一位置周期干擾信號的抑制；具體過程包括：

步驟五一、將步驟二中所述動態延遲環節與步驟四中所述位置補償器結合，構成修正的延遲環節

步驟五二、將步驟三中所述角速度相關時變位置濾波器與修正的延遲環節串聯；

步驟五三、以反饋控制器輸出信號為輸入信號，以角速度相關時變位置濾波器的輸出為反饋信號，構造正反饋環節，得到位置重復控制器G_CQPRCj[s,v(t)]：

2.根據權利要求1所述的一種基于數據存儲的位置重復控制方法，其特征在于，還包括步驟六：針對伺服系統存在的多種干擾成分，重復執行步驟一至步驟五，構建與干擾成分數量一致的位置重復控制器，具體過程包括：

步驟六一、調整轉折頻率參數w_cj，根據小增益定理使閉環系統滿足穩定性條件；

步驟六二、將相同或不同位置周期的多個干擾信號對應的位置重復控制器串聯連接，構成級聯位置重復控制器。

3.根據權利要求2所述的一種基于數據存儲的位置重復控制方法，其特征在于，在步驟六之后進行步驟七：以時間采樣實現級聯位置重復控制器；具體過程為：

步驟七一、設置數據存儲器并初始化N·360×3的存儲區域，N為精度系數，N＝1,2,…；數據存儲器第一列為序號，固定值分別為：1，2，…，N·360-1，N·360；數據存儲器第二列為位置細分區，固定值分別為：序號/N；數據存儲器第三列為控制信號暫存區，初始值均為0；

步驟七二、在每個時間采樣處，數據存儲器以實時控制信號為輸入信號，以實時位置信號為位置判斷信號，將實時位置信號對步驟一中所述位置周期求余，將余數擴大N倍并向上取整，得到實時位置細分對應的序號，該序號所在行的控制信號最后一次更新時刻與該時間采樣時刻的時間差即為動態延遲時間T_ddj；

步驟七三、找到實時位置細分對應的序號所在行的位置細分，并沿位置細分變小的方向移動與周期偏移相等的位置，移動的位置即為補償時間T_ddsj，選擇該行的控制信號暫存數據作為數據存儲器的輸出，實現修正的延遲環節

步驟七四、將該行的控制信號暫存數據替換為位置重復控制器的輸入信號與該行的控制信號原始暫存數據之和，以時間采樣實現一個位置重復控制器；

步驟七五、將相同或不同位置周期的多個干擾信號對應的位置重復控制器按照步驟七一至步驟七四分別實現，并串聯連接，從而以時間采樣實現級聯位置重復控制器。