[发明专利]一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法

权利要求书

1.一种超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在k时刻，根据如下公式更新转速观测器的值：

其中，Δf(k-1)＝f(k-1)-f(k-2)，分别为k、k-1时刻转速观测器的值，为k-1时刻伪偏导数的估计值，M为增益参数，且M＜1，Δf(k-1)为k-1时刻频率变化量，f(k-1)、f(k-2)分别为k-1、k-2时刻无模型积分滑模控制器的输出，为k-1时刻转速观测器的误差，n(k-1)为k-1时刻转速的实际值；

步骤2，在k时刻，根据如下公式更新伪偏导数的估计值：

其中，N＝1-M，ω为自定义正数，为k时刻伪偏导数的估计值，为k时刻转速观测器的误差；

步骤3，判断是否小于为正数，当时，将重置为为初始时刻伪偏导数的估计值；否则无需重置；

步骤4，根据如下公式更新k时刻补偿信号：

其中，ε(k)、ε(k-1)分别为k、k-1时刻补偿信号，γ为补偿因子，且0＜γ＜1，f^s(k-1)为k-1时刻中间控制器；

步骤5，根据如下公式计算k时刻速度跟踪误差：

e(k)＝n^*(k)-n(k)-ε(k)

其中，e(k)为k时刻速度跟踪误差，n^*(k)为k时刻期望转速，n(k)为k时刻转速观测器的实际值，ε(k)为k时刻补偿信号；

步骤6，根据如下公式计算k时刻初始控制器：

其中，f^c(k)为k时刻初始控制器，α为权重因子，且0＜α＜1，n^*(k+1)为k+1时刻期望转速，-2＜D＜0，s(k)为积分滑模面，φ为自定义正数，Ts为采样周期，e(i)为i时刻速度跟踪误差；

步骤7，根据如下公式更新k时刻中间控制器：

f^s(k)＝f(k-1)+f^c(k)

其中，f^s(k)为k时刻中间控制器；

步骤8，根据如下公式得到k时刻无模型积分滑模控制器的输出f(k)：

f(k)＝Sat{f^s(k),f_min,f_max}

其中，f_min为共振频率，f_max为超声电机驱动器能承受的最大频率。

2.根据权利要求1所述超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，其特征在于，所述k时刻无模型积分滑模控制器的输出f(k)经由控制器的UART接口发送至超声电机驱动器，超声电机驱动器输出对应的SPWM信号，驱动超声电机运行。

3.根据权利要求1所述超声电机伺服系统的无模型积分滑模控制方法，其特征在于，所述采样周期Ts＝10ms。