[發明專利]一種伺服驅動系統控制方法、裝置和電子設備

在審

• 申請號: 202210329979.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114706306A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 田培根;肖曦;唐藝偉;孫欣;薩沙
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 潘紅

1.一種伺服驅動系統控制方法，用于伺服驅動系統，所述伺服驅動系統，包括：數字控制器和伺服驅動電機；所述數字控制器與所述伺服驅動電機連接；所述伺服驅動系統，用于驅動負載；其特征在于，所述方法，包括：

數字控制器在第k個控制周期開始時，獲取第k個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩、第k-1個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩以及第k-2個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩；

根據第k個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩、第k-1個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩以及第k-2個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩，對第k個控制周期的負載轉動慣量的預測值進行計算；

根據計算得到的第k個控制周期的負載轉動慣量的預測值，得到第k個控制周期伺服驅動系統控制器參數；

根據第k個控制周期伺服驅動系統控制器參數，得到第k個控制周期的輸出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據第k個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩、第k-1個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩以及第k-2個控制周期的負載位置和伺服驅動電機輸出轉矩，對第k個控制周期的負載轉動慣量的預測值進行計算，包括：

獲取第k-1個控制周期的負載加速度值和伺服驅動電機輸出轉矩濾波值以及第k-2個控制周期的負載加速度值和伺服驅動電機輸出轉矩濾波值；

對第k個控制周期的負載位置、第k-1個控制周期的負載位置以及第k-2個控制周期的負載位置作高通濾波，得到第k個控制周期的負載加速度，包括：

通過以下公式得到第k個控制周期的負載加速度：

β_L(k)＝b₀θ_L(k)+b₁θ_L(k-1)+b₂θ_L(k-2)-a₁β_L(k-1)-a₂β_L(k-2)

其中，β_L(k)表示第k個控制周期的負載加速度值；β_L(k-1)表示第k-1個控制周期的負載加速度值；β_L(k-2)表示第k-2個控制周期的負載加速度值；θ_L(k)表示第k個控制周期的負載位置；θ_L(k-1)表示第k-1個控制周期的負載位置；θ_L(k-2)表示第k-2個控制周期的負載位置；b₀，b₁，b₂，a₁和a₂為高通濾波器系數；

對第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩、第k-1個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩以及第k-2個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩作低通濾波，得到第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值，包括：

通過以下公式得到第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值：

T_L(k)＝c₀τ_L(k)+c₁τ_L(k-1)+c₂τ_L(k-2)-d₁T_L(k-1)-d₂T_L(k-2)

其中，T_L(k)表示第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值；T_L(k-1)表示第k-1個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值；T_L(k-2)表示第k-2個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值；τ_L(k)表示第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩；τ_L(k-1)表示第k-1個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩；τ_L(k-2)表示第k-2個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩；c₀，c₁，c₂，d₁和d₂為低通濾波器系數；

根據第k個控制周期的負載加速度和第k個控制周期的伺服驅動電機輸出轉矩濾波值計算得到第k個控制周期的負載轉動慣量估計值；

對所述第k個控制周期的負載轉動慣量估計值進行修正，從而得到第k個控制周期的負載轉動慣量的預測值。