[发明专利]电机控制系统中扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法

权利要求书

1.电机控制系统中扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法，其特征在于：包括：

1)电机控制系统结构由控制处理器，功率放大器K，被控电机P和传感器H组成(由于P是由系统传感器所体现出的被控对象特性，因此H＝1)。其中控制处理器中由两个反馈回路串联组成，一个回路由闭环校正函数C和虚拟被控对象G_n组成，用于校正系统的闭环响应特性；另一个回路由虚拟被控对象的逆和低通滤波器Q组成，用于调节系统的扰动和噪声抑制能力；

2)虚拟被控对象G_n的物理意义是将功率放大器K和被控电机P作为一个整体所建立的关于传递函数的数学模型，设G(s)＝K(s)P(s)是真实的传递函数特性，则G_n的设计应尽量接近于G，如公式(1)所示：

G_n(s)≈G(s) (1)

3)信号r、y、d和n分别表示电机控制系统的输入信号、输出信号、外部扰动量和传感器噪声，电机控制系统的闭环响应能力T_yr(s)表示为：

当G_n(s)≈G(s)时，电机控制系统闭环响应特性和传统的闭环控制方法是相同的，并且始终不受控制系统中其它参数的影响；

4)电机控制系统的扰动抑制能力T_yd(s)表示为：

当Q(s)＝1时，T_yd(s)＝0|_Q(s)＝1，这说明当滤波器设计为常数1时，系统在全频段获得最好的扰动抑制能力；

5)电机控制系统的噪声抑制能力T_yn(s)表示为：

当Q(s)＝0时，T_yn(s)＝0|_Q(s)＝0，这说明当滤波器设计为常数0时，系统在全频段获得最好的传感器噪声抑制能力；

6)考虑到噪声频段通常高于扰动频段，通过将Q(s)设计为一个低通滤波器，其在低频段的幅值为1，而在高频段的幅值为0，这样即可以在低频处实现扰动抑制，又能在高频处实现噪声抑制，并可通过改变滤波器的带宽来调节闭环系统的扰动和噪声抑制的能力。