[发明专利]针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法及系统

说明书

本申请公开了一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法，包括接收输入的目标位移信号和传感器发送的高阶柔性机电运动对象的实际输出位移信号；获取目标位移信号的各阶微分信号以及实际输出位移信号的各阶输出观测信号；根据各阶微分信号以及各阶输出观测信号计算初始控制量；根据初始控制量以及总扰动观测信号计算总控制量；各阶输出观测信号以及总扰动观测信号均根据总控制量和实际输出位移信号而计算生成；将总控制量输出至高阶柔性机电运动对象以便调节实际输出位移信号。本申请能有效提高控制精度，改善对目标位移的跟踪效果并提高适用性。本申请还公开了一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制系统，也具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，特别涉及一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法及系统。

背景技术

在自动控制技术领域中，高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制一直是一个难题，特别是在外界扰动存在的情况下，其实际输出的位移总是很难跟踪实现预期目标。实际上，系统输入信号的微分信息对于控制性能的提升具有重要价值。传统的微分器存在有严重的噪声放大问题，以致无法从被噪声污染的输入信号中提取有用的微分信号；而自抗扰控制技术中所采用的跟踪微分器(TD)虽然可得到高品质的微分信号，但其仅限于系统输入信号的一阶微分信号，只适用于二阶及二阶以下的被控系统，无法通过获取更高阶的微分信息而提高对高阶柔性机电运动对象的控制效果。鉴于此，提供一种解决上述问题的技术已经成为本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法及系统，以便有效提高对高阶柔性机电运动对象的位移控制效果，提高适用性。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种针对于高阶柔性机电运动对象的位移跟踪控制方法，包括：

接收输入的目标位移信号和传感器发送的所述高阶柔性机电运动对象的实际输出位移信号；

获取所述目标位移信号的各阶微分信号以及所述实际输出位移信号的各阶输出观测信号；

根据各阶所述微分信号以及各阶所述输出观测信号计算初始控制量；

根据所述初始控制量以及总扰动观测信号计算总控制量；各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号均根据所述总控制量和所述实际输出位移信号而计算生成；

将所述总控制量输出至所述高阶柔性机电运动对象，以便将所述实际输出位移信号调节为所述目标位移信号的误差小于预设误差阈值。

可选地，所述根据各阶所述微分信号以及各阶所述输出观测信号计算初始控制量包括：

根据计算所述初始控制量u₀；

其中，k_i+1为控制参数；i＝0，1，…，n-1；r_i为目标位移信号r的第i阶微分信号；z_i+1为实际输出位移信号y的第i阶输出观测信号；

所述根据所述初始控制量以及总扰动观测信号计算总控制量包括：

根据或者计算所述总控制量u；

其中，u₀为初始控制量；z_n+1为总扰动观测信号；b₀为系统增益系数。

可选地，各阶所述输出观测信号以及所述总扰动观测信号具体根据下式计算生成：

其中，z_i+1为实际输出位移信号y的第i阶输出观测信号；i＝0，1，…，n-1；z_n+1为总扰动观测信号；l_j为输出观测系数；j＝1，…，n，n+1；b₀为系统增益系数；u为总控制量。