[發(fā)明專利]用于伺服系統(tǒng)剛度整定的方法及裝置、伺服系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110957455.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN113655759B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明;陳揚(yáng)洋;徐殿國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/414
• 分類號(hào): G05B19/414
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 陶俊潔

1.一種用于伺服系統(tǒng)剛度整定的方法，其特征在于，包括：

重構(gòu)伺服系統(tǒng)的特征信號(hào)；

根據(jù)所述特征信號(hào)，計(jì)算所述伺服系統(tǒng)的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)；

根據(jù)計(jì)算獲得的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)，調(diào)整所述伺服系統(tǒng)剛度；

其中，所述伺服系統(tǒng)包括串聯(lián)的速度環(huán)控制器和高通濾波器；所述重構(gòu)伺服系統(tǒng)的特征信號(hào)，包括：獲取速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速指令與速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速反饋；根據(jù)所述速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速指令與所述速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速反饋，以及速度環(huán)控制器等效比例系數(shù)，確定電流指令比例分量；以系統(tǒng)額定電流為基準(zhǔn)，對(duì)電流指令比例分量進(jìn)行標(biāo)幺處理；將標(biāo)幺處理后的電流指令比例分量通過高通濾波器，完成伺服系統(tǒng)特征信號(hào)的重構(gòu)；

按照如下算式計(jì)算伺服系統(tǒng)的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)P_IIR(n)：

P_IIR(n)＝(1-K_IIR(n)φ(n))P_IIR(n-1)/μ_IIR

其中，P_IIR(n)為伺服系統(tǒng)在第n個(gè)離散周期的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)，φ(n)為伺服系統(tǒng)在第n個(gè)離散周期的振動(dòng)特征頻率的搜索梯度函數(shù)，K_IIR(n)為伺服系統(tǒng)在第n個(gè)離散周期的遞推增益，n表示第n個(gè)離散周期，n為大于等于1的整數(shù)，μ_IIR為遺忘因子；其中，K_IIR(n)、φ(n)根據(jù)特征信號(hào)確定；

所述根據(jù)所述計(jì)算獲得的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)，調(diào)整所述伺服系統(tǒng)剛度，包括：判斷所述伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在所述伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下，在周期結(jié)束時(shí)刻縮小伺服系統(tǒng)剛度，并結(jié)束系統(tǒng)整定過程；

在所述伺服系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，在周期結(jié)束時(shí)刻增加系統(tǒng)剛度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下算式確定電流指令比例分量：

G_k＝K_sp(ω_mRef-ω_m)

其中，G_k為電流指令比例分量，K_sp為速度環(huán)控制器比例增益系數(shù)，ω_mRef為速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速指令，ω_m為速度環(huán)控制器轉(zhuǎn)速反饋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下算式完成伺服系統(tǒng)特征信號(hào)的重構(gòu)：

其中，上式為重構(gòu)后的伺服系統(tǒng)特征信號(hào)s域函數(shù)表達(dá)式，s為拉普拉斯變換微分算子，x_IIR為重構(gòu)后的伺服系統(tǒng)特征信號(hào)，I_N為系統(tǒng)額定電流，G_t為高通濾波器的函數(shù)表達(dá)式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)特征信號(hào)確定K_IIR(n)、φ(n)，包括：

根據(jù)所述特征信號(hào)，建立振動(dòng)期望傳遞函數(shù)y_IIR(n)；

根據(jù)所述y_IIR(n)，建立振動(dòng)特征頻率的搜索梯度函數(shù)Φ(n)；

根據(jù)所述φ(n)，更新遞推增益K_IIR(n)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷所述伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括：

判斷計(jì)算獲得的振動(dòng)特征協(xié)方差系數(shù)P_IIR(n)小于預(yù)設(shè)系數(shù)閾值q_IIR1的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)是否達(dá)到設(shè)定時(shí)長(zhǎng)q_IIR2；如果是，則認(rèn)為所述伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定；否則，認(rèn)為所述伺服系統(tǒng)穩(wěn)定。

6.一種用于伺服系統(tǒng)剛度整定的裝置，包括處理器和存儲(chǔ)有程序指令的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述處理器被配置為在運(yùn)行所述程序指令時(shí)，執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的用于伺服系統(tǒng)剛度整定的方法。

7.一種伺服系統(tǒng)，包括串聯(lián)的速度環(huán)控制器和高通濾波器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求6所述的用于伺服系統(tǒng)剛度整定的裝置。