[发明专利]一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法

说明书

一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，通过设置扰动观测器参数，将扰动观测器作为控制律使用。为伺服控制律提供了一种更简单、更直观的生成方法，提高了伺服系统控制律的生成效率。

技术领域

本发明属于伺服控制率设计领域，具体涉及一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法。

背景技术

伺服系统控制律生成通常采用经典的PID方法，根据伺服系统执行机构的频域特性，调节PID控制器的参数，从而生成一套可行的控制律。这种方法简单易懂、成熟有效，已被工程上无数产品使用验证。但是该方法在使用过程中很难将所选控制律参数与闭环伺服系统的特性对应起来，控制律的参数选择几乎完全依靠工程师的经验，而工程师通过控制律本身对闭环伺服系统的掌控也不够直观。

发明内容

本发明的目的：

提出一种新的伺服控制律生成方法，使得工程师能够更简单、直观的通过伺服电机模型生成一套可行的伺服控制律。

本发明的技术方案：

一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，通过设置扰动观测器参数，将扰动观测器作为控制律使用。

所述的一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，包括以下步骤：

步骤1、对伺服电机进行建模；

步骤2、对伺服电机模型进行频域分析，确定该伺服电机从输入电压到输出角速度的带宽ω_dj；

步骤3、建立闭环伺服电机模型，设G＝feedback(P，1) G＝P_n(1+Δ)

步骤4、确定闭环伺服系统期望模型P_n的带宽ω_qw；

步骤5、对闭环伺服电机模型进行线性分式变换；

步骤6、根据模型G和期望模型P_n确定误差变量Δ的频域特性后，根据||QΔ||_∞＜1即可确定滤波器Q的带宽ω_lb；

步骤8、由滤波器Q的带宽ω_lb计算获得滤波器Q；

步骤7、由滤波器Q和期望模型P_n共同组成了伺服控制律模型。

所述的一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，所述步骤4中可选取期望模型的带宽为伺服电机带宽的八～十分之一，以该带宽的惯性环节作为闭环伺服系统期望模型，可得：

ω_qw＝ω_dj/10

所述的一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，所述步骤5中将闭环伺服电机模型变换成期望模型P_n和误差变量Δ的线性分式变换形式，其中：

所述的一种基于扰动观测器的伺服控制律生成方法，所述步骤8包括：

本发明的优点：

为伺服控制律提供了一种更简单、更直观的生成方法，提高了伺服系统控制律的生成效率。

附图说明：

图1为扰动观测器模型框图；

图2为基于扰动观测器的闭环伺服系统线性分式变换模型框图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。