[发明专利]一种伺服进给系统闭环辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，涉及一种辨识方法，尤其是一种针对伺服进给系统闭环辨识的方法。

背景技术

在工业自动化应用过程中，常需要对被控对象的特性参数进行辨识。在辨识了被控对象的特性参数后，才可以设计出匹配并满足需求的控制器。随着工业技术的不断发展，辨识对象复杂多变，采集数据中可能混入各种干扰。众多关于辨识的方法纷纷被提出，辨识问题也单独成为一门学科，理论上的研究成果也越来越多的应用于工业生产过程中，辨识方法的研究一直具有应用背景。目前，伺服进给系统的辨识主要集中在开环状态下对被控对象特征参数的辨识，但其应用范围仅限于自主开发的运动控制系统或开放式运动控制系统，且由于在开环状态下，其安全性不足，对被控对象特征参数的辨识不足以对整个系统的动态特性进行评估，限制了其应用范围。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种伺服进给系统闭环辨识方法，该方法通过对系统输入激励信号及输出位置反馈信号，基于建立的系统动力学模型，采用辨识算法，实现对系统特征参数的辨识。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决：

这种伺服进给系统闭环辨识方法，包括以下步骤：

1）首先将激励位置指令X_r输入到伺服进给系统；

2）伺服进给系统按照激励位置指令进行运动，在运动过程中采集激励位置指令X_r及反馈位置输出X；

3）将反馈位置输出X进行差分，得到反馈速度输出V；

4）采用滤波算法对反馈速度输出V进行滤波得到V_filter；

5）依据伺服进给系统建立输入与输出之间的传递函数并建立系数方程，利用拉普拉斯反变换得到其时间域离散传递函数，在此基础上，对时间域离散传递函数两端进行积分操作得到闭环辨识方程；

6）将伺服进给系统受到的外界摩擦干扰T_d简化为库伦摩擦；

7）将滤波得到V_filter、激励位置指令X_r、外界摩擦干扰T_d及反馈位置输出X代入到建立的闭环辨识方程中并采用积分公式求值，在此基础上，利用最小二乘法，得到闭环辨识方程的解；

8）将闭环辨识方程的解代入到系数方程中，求得伺服进给系统参数。

进一步，上述步骤1）中，所述激励位置指令X_r为正弦扫频信号。

进一步，上述步骤4）中，采用的滤波算法为五点法，通过五点法滤除外界干扰及差分噪声对测试结果的影响。

进一步，上述步骤5）中，所述依据伺服进给系统建立输入与输出之间的传递函数，如下式所示：