[發(fā)明專利]S型濾波器迭代學(xué)習(xí)控制直線電機(jī)軌跡跟蹤控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110674284.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113241973B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪偉;劉路明;周淼磊;李?yuàn)?/a>;高巍;王一帆;候大為;彭吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué);長(zhǎng)春國(guó)科精密光學(xué)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/00
• 分類號(hào): H02P6/00;H02P6/34;H02P23/00;H02P23/14;H02P25/064
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

一種S型濾波器迭代學(xué)習(xí)控制直線電機(jī)軌跡跟蹤控制方法，屬于控制工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是針對(duì)直線電機(jī)非線性干擾影響系統(tǒng)控制性能的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了超前校正的線性自抗擾控制器，然后根據(jù)設(shè)計(jì)好的自抗擾控制器結(jié)合迭代學(xué)習(xí)控制特點(diǎn)的S型濾波器迭代學(xué)習(xí)控制直線電機(jī)軌跡跟蹤控制方法。本發(fā)明的步驟是：基于系統(tǒng)的控制模型設(shè)計(jì)超前校正的自抗擾控制器；設(shè)計(jì)S型結(jié)構(gòu)的濾波器迭代學(xué)習(xí)控制器與控制器復(fù)合的直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軌跡跟蹤控制器。本發(fā)明極大的提高了永磁同步直線電機(jī)平臺(tái)的控制性能，能夠有效提升直線電機(jī)的跟蹤精度和抗擾能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于控制工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的前提條件下，從1840年第一臺(tái)直線電機(jī)發(fā)明現(xiàn)世至今，直線電機(jī)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。得益于其直接傳動(dòng)的性能，在取消了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，大大減小了機(jī)械傳動(dòng)時(shí)電機(jī)系統(tǒng)機(jī)械損耗及摩擦力擾動(dòng)等的影響，但同時(shí)也降低了機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)抵抗外部擾動(dòng)的能力。因此，為了能夠獲得更理想的運(yùn)動(dòng)控制精度，可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制兩方面進(jìn)行考慮來(lái)減小上述問(wèn)題帶來(lái)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)直線電機(jī)非線性干擾影響系統(tǒng)控制性能的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了超前校正的線性自抗擾控制器，然后根據(jù)設(shè)計(jì)好的自抗擾控制器結(jié)合迭代學(xué)習(xí)控制特點(diǎn)的S型濾波器迭代學(xué)習(xí)控制直線電機(jī)軌跡跟蹤控制方法。

本發(fā)明的步驟是：

步驟1：基于系統(tǒng)的控制模型設(shè)計(jì)超前校正的自抗擾控制器；

永磁直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)化為

式中，系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T＝1/(2.206*2*π)，阻尼比ξ＝1，s是拉普拉斯變換因子，比例系數(shù)K_H＝12.8；令且設(shè)系統(tǒng)中所有的非線性動(dòng)態(tài)和不可測(cè)擾動(dòng)為d，則永磁同步直線電機(jī)平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型時(shí)域表達(dá)為：

式中，u為控制輸入信號(hào)，y為系統(tǒng)輸出信號(hào)，其中b₀是已知輸入的控制增益，f(·)為包含系統(tǒng)線性、非線性干擾，內(nèi)部不確定性和外部擾動(dòng)的總擾動(dòng)；

令則系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：

其中C＝[100]，f(·)通過(guò)以下的LESO可以進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)：

其中，分別是是的估計(jì)值，L＝[β₁,β₂.β₃]^T為其可調(diào)增益；

為調(diào)參方便，將觀測(cè)器的極點(diǎn)配置在-w₀處，其特征方程為：

λ₀(s)＝s³+β₁s²+β₂s+β₃＝(s+ω₀)³ (6)

式中，ω₀為觀測(cè)帶寬，單位為rad/s，β₁＝3ω₀，β₂＝3ω₀²，β₃＝ω₀³；