[发明专利]一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法、装置

权利要求书

1.一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、建立间隙系统模型；利用描述函数原理建立间隙特性描述函数，获得飞行器姿态角振荡极限环幅值与伺服间隙幅值关系描述、飞行器姿态角振荡极限环频率与伺服间隙幅值关系描述；

步骤二、根据敏感器测量的飞行器姿态信息，采用最小二乘方法在线拟合，获取实时姿态振荡幅值、实时姿态振荡频率，然后根据步骤一中所述的飞行器姿态角振荡极限环幅值与伺服间隙幅值关系描述、飞行器姿态角振荡极限环频率与伺服间隙幅值关系描述，获得在线辨识间隙幅值参数；

步骤三、根据步骤二中所述的在线辨识间隙幅值参数，对间隙特性进行补偿，然后输出补偿后的控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法，其特征在于：步骤一中所述的间隙系统模型为：

式中，b为间隙幅值，x为伺服系统侧输出摆角位移，y为负载侧当前周期输出摆角位移，y_l负载侧上一周期输出摆角位移，为x的导数，sign()为取符号函数。

3.根据权利要求1所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法，其特征在于：步骤一中所述的间隙特性描述函数N(A)为：

式中，A为输入信号幅值，K为等效增益值，b为间隙幅值，y为负载侧摆角位移，π为圆周率，j为虚数单位，a为迟滞参数。

4.根据权利要求1所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法，其特征在于：步骤一中所述的飞行器姿态角振荡极限环幅值与伺服间隙幅值关系描述、飞行器姿态角振荡极限环频率与伺服间隙幅值关系描述为：

1+G(s)H(s)S_f(s)F(s)N(A)＝0

式中，G(s)为飞行器本体传递函数，H(s)为飞行器控制模块传递函数，S_f(s)为伺服系统传递函数，F(s)为负载模型传递函数，N(A)为间隙特性描述函数。

5.根据权利要求1所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制方法，其特征在于：步骤三中采用逆间隙模型对间隙特性进行补偿。

6.一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制装置，其特征在于：包括间隙特性建模模块、间隙在线辨识模块、间隙在线补偿控制模块；

所述间隙特性建模模块用于建立间隙系统模型；利用描述函数原理建立间隙特性描述函数，获得飞行器姿态角振荡极限环幅值与伺服间隙幅值关系描述、飞行器姿态角振荡极限环频率与伺服间隙幅值关系描述，然后发送给所述间隙在线辨识模块；

所述间隙在线辨识模块根据敏感器测量的飞行器姿态信息，采用最小二乘方法在线拟合，获取实时姿态振荡幅值、实时姿态振荡频率；所述间隙在线辨识模块根据飞行器姿态角振荡极限环幅值与伺服间隙幅值关系描述、飞行器姿态角振荡极限环频率与伺服间隙幅值关系描述，获得在线辨识间隙幅值参数，然后发送给所述间隙在线补偿控制模块；

所述间隙在线补偿控制模块根据线辨识间隙幅值参数，对间隙特性进行补偿，然后输出补偿后的控制指令。

7.根据权利要求6所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制装置，其特征在于：所述间隙系统模型为：

式中，b为间隙幅值，x为伺服系统侧输出摆角位移，y为负载侧当前周期输出摆角位移，y_l负载侧上一周期输出摆角位移，为x的导数，sign()为取符号函数。

8.根据权利要求6所述的一种电动伺服系统在轨间隙辨识及补偿控制装置，其特征在于：所述间隙特性描述函数N(A)为：

式中，A为输入信号幅值，K为等效增益值，b为间隙幅值，y为负载侧摆角位移，π为圆周率，j为虚数单位，a为迟滞参数。