[发明专利]一种全局稳定的电机位置伺服系统输出反馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机位置伺服控制系统技术领域，具体涉及一种全局稳定的电机位置伺服系统输出反馈控制方法。

背景技术

直流电机具有响应快速、调速范围广，易于实现速度平滑调节，调速时的能量损耗较小以及过载、启动、制动转矩大，易于控制，可靠性高等优点，因而在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务办公设备以及家用电器中应用广泛。随着工业发展的需求，高精度的运动控制已成为现代直流电机的主要发展方向。然而，由于电机系统中存在着很多的模型不确定性，尤其是不确定非线性，这些不确定性因素增加了控制系统的设计难度。

为了处理电机系统中的不确定非线性问题，提高电机伺服系统的控制性能，鲁棒控制作为一种主要处理方法，已被广泛应用于实际工程应用。

然而，所有上述方法均基于全状态反馈开展控制器设计，在运动控制中，不仅需要位置信号，还需要速度和/或加速度信号。但在许多实际系统中，受机械结构、体积、重量及成本限制，往往仅位置信息可知。此外，即便速度及加速度信号可以获得，也存在严重的测量噪声，进而恶化全状态反馈控制器可以获得的性能。非线性控制应用中所存在的这些实际问题，导致了PID控制至今在电机控制领域仍处于主导地位。但是，在现代工业时代的新需求下，PID越来越难以满足日益追求的高性能控制。因此，迫切需要设计非线性输出反馈控制策略。

发明内容

本发明针对电机位置伺服系统中存在的不确定非线性问题，在只有系统位移可知的前提下，提出一种全局稳定的电机位置伺服系统输出反馈控制方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:

一种全局稳定的电机位置伺服系统的输出反馈控制方法，包括以下步骤：

步骤一、建立电机位置伺服系统模型:

my··=kfu-by·-f(y,y·,t)---(1)]]>

其中y表示角位移，m表示惯性负载，k_f表示扭矩常数，u是系统控制输入，b代表粘性摩擦系数，f代表其他未建模干扰，包括非线性摩擦、外部干扰以及未建模动态；

将式(1)转换成状态空间形式，如下：