[发明专利]电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法，该方法包括以下步骤：建立电机位置伺服系统模型；设计误差符号积分鲁棒自适应控制器；根据误差符号积分鲁棒自适应控制器，利用李雅普诺夫稳定性理论对电机伺服系统进行稳定性证明，并运用Barbalat引理得到系统的全局渐进稳定的结果。本发明针对电机伺服系统中存在参数不确定性以及未知的非线性因素提出了基于参数自适应的误差符号积分鲁棒自适应抗干扰控制器，参数自适应率能够有效估计系统中的未知参数，采用误差符号积分鲁棒项来克服系统中其他的不确定非线性因素，保证了电机伺服系统中的控制精度。

技术领域

本发明涉及电机伺服控制技术，具体涉及一种电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法。

背景技术

永磁无刷直流电机由于其自身具有响应速度快，能源利用率高，污染小等特点，在工业领域具有广泛的应用。随着近些年工业技术的快速发展，对直流电机的控制技术也提出了更高的要求，如何提高直流单机的运动精度已经成为了直流电机的主要研究方向。在电机伺服系统中，由于工作状况不同和一些结构上的限制，系统在建模时难以完全反映出真实的模型，因此在设计控制器时，这些模型不确定性具有非常重要的作用，尤其是不确定非线性，会严重恶化控制器的控制性能，从而导致低精度，极限环震荡、甚至造成系统的失稳。

对于系统中存在的非线性问题，传统的控制方法难以解决其对系统控制精度的影响。近年来，随着控制理论的发展，各种针对不确定性非线性的控制策略相继提出，如滑模变结构控制、鲁棒自适应控制、自适应鲁棒等。但上述控制策略控制器设计均比较复杂，不易于工程实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法，解决电机位置伺服系统中不确定非线性问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立电机位置伺服系统模型；

步骤2，设计误差符号积分鲁棒自适应控制器；

步骤3，根据误差符号积分鲁棒自适应控制器，利用李雅普诺夫稳定性理论对电机伺服系统进行稳定性证明，并运用Barbalat引理得到系统的全局渐进稳定的结果。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：

本发明针对电机伺服系统中存在参数不确定性以及未知的非线性因素(外部扰动)提出了基于参数自适应的误差符号积分鲁棒自适应抗干扰控制器，参数自适应率能够有效估计系统中的未知参数，采用误差符号积分鲁棒项来克服系统中其他的不确定非线性因素，保证了电机伺服系统中的控制精度；仿真的结果验证了所提出的控制策略的有效性。

附图说明

图1是电机伺服系统示意图。

图2是本发明的电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制策略图。

图3是干扰(1)作用下控制器的系统输出对给定输出的跟踪过程图。

图4是干扰(1)作用下系统的跟踪误差随时间变化的曲线图。

图5是干扰(2)作用下PID控制和ARISE控制跟踪精度曲线图。

图6是干扰(2)控制输入u曲线图。

图7是干扰(3)作用下系统的跟踪误差随时间变化的曲线图。

图8是干扰(3)作用下控制输入v曲线图。

图9是干扰(3)作用下参数自适应曲线图。

具体实施方式

结合图1、图2，一种电机伺服系统误差符号积分鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤：