[发明专利]一种伺服控制系统谐振在线抑制的方法及伺服控制系统

说明书

本发明公开了一种伺服控制系统谐振在线抑制的方法及伺服控制系统，属于控制技术领域。本发明首先设置伺服控制系统响应幅值的阈值；然后采集速度环调节器输出的电流指令，对采集的电流指令进行频谱分析，并根据分析结果，确定陷波器的陷波参数；然后根据所述陷波器的陷波参数确定陷波器的具体传递函数；最后将该陷波器的传递函数应用于所述伺服控制系统的控制环路。本发明通过直接对速度环调节器输出的电流指令进行FFT分析，确定陷波器的陷波参数，从而实现了陷波器参数的在线调节，并且得到的陷波器的传递函数更加符合系统特性，进而能够对伺服控制进行更好的陷波，使得系统具有更好的稳定性。

技术领域

本发明属于控制技术领域，具体涉及一种伺服控制系统谐振在线抑制的方法及伺服控制系统。

背景技术

谐振频率是机械结构的固有特性，对伺服控制系统的控制带宽、动态跟踪性能都有重大影响。在不对谐振采取抑制措施的情况下，为了保证系统工作的稳定性，系统的工作带宽就会被抑制在系统的最小谐振频率点以下，这就大大限制了系统的工作带宽，进而影响了系统的动态性能。为了解决机械系统中的谐振问题，科研人员发展了很多抑制谐振的方法，例如常用的方法是在速度环串入低通滤波器来实现机械谐振的抑制。这种结构设计起来比较简单，只需要选择合适的阻尼比和截止频率即可。其中阻尼比的选择是根据幅值裕度和相位裕度来进行合理的选择；而截止频率是根据谐振频率的大小来选择。但是抑振效果不太明显，还会引起相位滞后，不能满足现代伺服控制系统高精的要求。另一种常用方法是基于陷波器的谐振抑制，通过在伺服控制系统的速度环与电流环之间串入一个陷波器，从而降低共振频率处的增益，达到抑制机械共振的效果。陷波器根据参数的不同，分为二参数陷波器和三参数陷波器，其中，最常用的是二参数陷波器，二参数陷波器传递函数的形式为

ω_n表示陷波中心频率，ζ表示陷波器的阻尼比，然而，采用二参数陷波器时，陷波器的参数虽然数量少，但是由于其中心频率点的陷波大小变化较大，使得伺服控制系统在性能上受到极大的影响，当伺服控制系统工作时，调节起来会比较麻烦，因此，现有技术中提出了很多方法，来解决传统的二参数陷波器进行伺服控制系统谐振抑制时，难以满足需求的问题。

申请号为201910327030.6的中国专利中公开了一种用于伺服控制系统谐振抑制、陷波参数优化方法，该专利中提出采用三参数的陷波器进行伺服控制系统的谐振抑制，并且通过FFT分析，在线对陷波器的参数进行优化，通过FFT的分析结果，确定伺服控制系统工作时陷波器的参数。然而，通过对该专利的方法进行分析，发现该专利在采用FFT进行陷波器的参数优化时，先对转速差集进行FFT分析，得到谐振频率，然后根据谐振频率，确定陷波器的参数。但在实际使用时，发现系统仍然存在相对较大的谐振。经过分析，主要原因是现有技术中对陷波器的参数确定的准确性相对较差，从而使得陷波器不能很好地进行陷波，影响伺服控制系统的稳定性。

发明内容

技术问题：本发明提供一种伺服控制系统谐振在线抑制的方法及伺服控制系统，该抑制方法通过直接对速度环调节器的输出作频谱分析，在线调整陷波器的参数，使得陷波器具有更好的陷波性能，并且将该方法用于伺服控制系统，使得控制系统能够更好地抑制谐振，使得伺服控制系统具有更好的稳定性。

技术方案：本发明的伺服控制系统谐振在线抑制的方法，其特征在于，包括：

设置伺服控制系统响应幅值的阈值；

采集速度环调节器输出的电流指令，对采集的电流指令进行频谱分析，并根据分析结果确定陷波器的陷波参数；

根据所述陷波器的陷波参数确定陷波器的具体传递函数；

将该传递函数应用于所述伺服控制系统的控制环路。

进一步地，采用FFT进行频谱分析。