[发明专利]一种转矩观测器极点调整的方法

说明书

本发明公开了一种转矩观测器极点调整的方法，其包括步骤：步骤S1，编码器采集电机机械转速ω，电流采样电路采集电机相电流从而得到电磁转矩T_e，惯量辨识得到系统的总惯量J；步骤S2，根据电机运动方程建立状态空间方程；步骤S3，根据系统的可观测性判断系统是否可以建立转矩观测器；步骤S4，根据状态方程建立转矩观测器；步骤S5，根据电机转速误差调整转矩观测器极点；步骤S6，将转矩观测器的观测转矩作为补偿值输出至电流环给定输入。实施本发明，可在瞬态时让转矩观测器快速输出，也可减少在系统稳态时转矩观测器的输出抖动。

技术领域

本发明属于转矩观测器控制领域，涉及转矩观测器极点调整的方法。

背景技术

伺服系统在运行时，电机容易受到转矩扰动的影响而带来速度的抖动，从而影响系统的稳定性。

如图1所示，为减少负载变化对电机速度和位置的影响，通过转矩观测器观测负载转矩并以此作为转矩环前馈输入到环路中；传统转矩观测器的稳态输出抖动较大，以此输入到控制环路中导致在稳态时转矩指令抖动较大，补偿后抖动程度超过未加补偿时的。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供转矩观测器极点调整的方法，解决转矩观测器的稳态输出抖动较大，以此输入到控制环路中导致在稳态时转矩指令抖动较大的问题。

本发明提供转矩观测器极点调整的方法，其包括如下步骤：

步骤S1，编码器采集电机机械转速ω，电流采样电路采集电机相电流从而得到电磁转矩T_e，惯量辨识得到系统的总惯量J；

步骤S2，根据电机运动方程建立状态空间方程；

步骤S3，根据系统的可观测性判断系统是否可以建立转矩观测器；

步骤S4，根据状态方程建立转矩观测器；

步骤S5，根据电机转速误差调整转矩观测器极点；

步骤S6，将转矩观测器的观测转矩作为补偿值输出至电流环给定输入。

进一步，在步骤S2中，根据电机运动方程建立状态空间方程具体过程为，

根据以下电机运动方程：

建立状态空间方程如下：

进一步求解可得：

C＝[10]

其中，B为摩擦系数，J为系统惯量，ω'为观测速度，T_l'为观测转矩，为观测速度的导数，为观测转矩的导数。

进一步，在步骤S3中，所述判断系统是否可建立转矩观测器具体根据以下公式判断系统是否具有可观性：

其中，矩阵满秩时，判定系统具有可观性，确定系统为可观系统可以建立系统的转矩观测器；矩阵不满秩时，则判定不具有客观性，不能建立转矩观测器，则提示调整系统可观性。

进一步，在步骤S4中，所述状态方程具体为以下公式：

其中，

C＝[1 0]