[發(fā)明專利]一種基于多面滑模的多電機(jī)伺服系統(tǒng)固定時(shí)間控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310552209.8
• 申請(qǐng)日: 2023-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN116661308A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李猛;竟婉君;陳勇;張喬峰;陳章勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 成都行之智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51256
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種基于多面滑模的多電機(jī)伺服系統(tǒng)固定時(shí)間控制方法，含有摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯影響下的多電機(jī)伺服系統(tǒng)的建模、固定時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)、固定時(shí)間同步控制器設(shè)計(jì)以及固定時(shí)間收斂控制器設(shè)計(jì)。本發(fā)明公開了一種基于多面滑模的多電機(jī)伺服系統(tǒng)的同步和跟蹤控制方法。其技術(shù)包括多電機(jī)伺服系統(tǒng)的建模、固定時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)、固定時(shí)間同步控制器設(shè)計(jì)以及固定時(shí)間收斂控制器設(shè)計(jì)。本發(fā)明針對(duì)多電機(jī)伺服系統(tǒng)中的負(fù)載跟蹤控制問題，設(shè)計(jì)了一種基于多面滑模的固定時(shí)間跟蹤控制器；為了實(shí)現(xiàn)多電機(jī)間的速度同步控制，設(shè)計(jì)了一種基于多面滑模的固定時(shí)間同步控制器。本發(fā)明能夠有效解決多電機(jī)伺服系統(tǒng)在摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯影響下的同步和跟蹤控制問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含有摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯多電機(jī)伺服系統(tǒng)的建模、固定時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)、固定時(shí)間同步控制器設(shè)計(jì)以及固定時(shí)間收斂控制器設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

多電機(jī)的同步和負(fù)載跟蹤控制問題一直是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛面臨的問題。近年來，許多先進(jìn)的控制策略被用于多電機(jī)同步和跟蹤控制問題。如[“Synchronization?andtracking?control?for?multi-motor?driving?servo?systems?with?backlash?andfriction”(Wei?Zhao,Xuemei?Ren；Xuehui?Gao,Int.J.Robust?Nonlinear?Control?2016；26:2745–2766.)]考慮多電機(jī)伺服系統(tǒng)存在間隙和摩擦，提出了一種結(jié)合間隙和摩擦補(bǔ)償?shù)拈_關(guān)控制器。然而，由于多電機(jī)聯(lián)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)等因素，多電機(jī)伺服系統(tǒng)中可能存在延遲效應(yīng)，時(shí)滯作用的存在對(duì)電機(jī)伺服系統(tǒng)的控制帶來了新的挑戰(zhàn)。到目前為止，具有摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的同步和跟蹤控制問題尚未得到充分研究，因此在補(bǔ)償摩擦的同時(shí)應(yīng)對(duì)未知時(shí)變時(shí)滯的影響將更具挑戰(zhàn)性，對(duì)控制算法的設(shè)計(jì)也提高了難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多面滑模的多電機(jī)伺服系統(tǒng)固定時(shí)間控制方法，以解決含有摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯多電機(jī)伺服系統(tǒng)的建模、固定時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)、固定時(shí)間同步控制器設(shè)計(jì)以及固定時(shí)間收斂控制器設(shè)計(jì)。

本發(fā)明解決所述問題采用的算法是，本發(fā)明針對(duì)多電機(jī)伺服系統(tǒng)中的負(fù)載跟蹤控制問題，設(shè)計(jì)了一種基于多面滑模的固定時(shí)間跟蹤控制器；為了實(shí)現(xiàn)多電機(jī)間的速度同步控制，設(shè)計(jì)了一種基于多面滑模的固定時(shí)間同步控制器。本發(fā)明能夠有效解決多電機(jī)伺服系統(tǒng)在摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯影響下的同步和跟蹤控制問題。

所述摩擦和未知時(shí)變時(shí)滯影響下多電機(jī)伺服系統(tǒng)的建模，對(duì)第i個(gè)電機(jī)，考慮到外界擾動(dòng)和未知時(shí)變時(shí)滯，則汽車動(dòng)態(tài)模型變成：

所述固定時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)，對(duì)第i個(gè)電機(jī)，采用基于RBF網(wǎng)絡(luò)摩擦補(bǔ)償?shù)亩嗝婊７椒ǎO(shè)計(jì)如下形式的跟蹤控制器：

其中，參數(shù)自適應(yīng)律為：

其中，s₁,s₂是設(shè)計(jì)的兩個(gè)滑模面；x_4i表示第i個(gè)電機(jī)的速度，y_d是指定的期望軌跡；是摩擦非線性函數(shù)f_m的估計(jì)值，h＝[h_j]^T是高斯基函數(shù)的輸出；η₀，ω，γ，和κ均是正的調(diào)節(jié)參數(shù)；sgn(·)是符號(hào)函數(shù)，是已知的正數(shù)；

a₁＝1/J_m,a_2i＝b_i/J?a₃＝1/J；μ:＝[μ₁,μ₂]，β＝diag{＝β₁,β₂}，μ_i，β_i(i＝1,2,3,4)均為正的調(diào)優(yōu)參數(shù)；