[发明专利]一种基于速度插值的惯量辨识方法、系统及存储介质

说明书

本发明属于惯量辨识技术领域，公开了一种基于速度插值的惯量辨识方法、系统及存储介质，基于不同的输入速度波形利用不同的改进MRAS惯量辨识算法进行惯量辨识。判断输入速度波形为三角波或方波；当输入速度波形为三角波时，选择基于三角波输入的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识；当输入速度波形为方波时，选择基于方波输入的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识。本发明以三角波和方波作为输入速度信号进行惯量辨识时所得的结果存在精度不高的问题，提出一种针对性改进的MRAS惯量辨识算法，提高了惯量辨识结果的精度。相比于MRAS的其他改进方案，本发明具有计算负担更小，更实用的特点。

技术领域

本发明属于惯量辨识技术领域，尤其涉及一种基于速度插值的惯量辨识方法、系统及存储介质。

背景技术

目前，交流伺服系统的机械参数包括转动惯量，负载转矩，摩擦系数等，其中转动惯量对速度环控制器设计，转矩前馈，扰动观测至关重要。通常，对于实际的交流伺服系统而言，转动惯量的值是未知的，常利用一些辨识算法来估计这个值。常见的转动惯量辨识算法有：直接计算法、加减速法、模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,MRAS)、最小二乘、状态观测器、扩展卡尔曼滤波器，其中MRAS因为其良好的动态性能被广泛应用于伺服控制领域。

一般而言，在交流伺服系统正式运行之前，应该进行系统调试。为了优化速度环控制器的设计，在调试阶段需要精确地获取转动惯量。通常，在这个阶段，常用方波或者三角波速度指令激励伺服系统以辨识转动惯量。然而，当以这些速度信号作为指令时，常规的MRAS方法存在辨识精度不高的问题。尽管现有文献已经从不同的角度对MRAS的进行了改进(比如：发明专利CN201710124810.1和CN201510096895.8)，但是目前还没有文献根据具体的输入速度指令来针对性地改进MRAS。针对性地优化MRAS将使得辨识算法更实用并且避免一些不必要、复杂的改进，从而降低计算负担。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：方波和三角波信号作为速度指令输入时MRAS惯量辨识算法的辨识结果精度不高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于速度插值的惯量辨识方法、系统及存储介质。

本发明是这样实现的，一种基于速度插值的MRAS惯量辨识方法，所述基于速度插值的MRAS惯量辨识方法包括：

进行输入速度指令形式的判断，基于不同的输入速度指令波形利用不同的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识。

进一步，所述基于速度插值的MRAS惯量辨识方法包括以下步骤：

步骤一，判断输入速度指令形式(三角波或方波)；

步骤二，当输入速度波形为三角波时，选择基于三角波输入的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识；当输入速度波形为方波时，选择基于方波输入的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识。

进一步，步骤二中，所述选择基于三角波输入的改进MRAS惯量辨识算法进行MRAS惯量辨识包括：

(1)计算相邻两时刻的电机加速度；并计算相邻两时刻的前时刻电机加速度与后时刻电机加速度的比值的绝对值是否大于预设阈值；

(2)若前时刻电机加速度与后时刻电机加速度的比值的绝对值大于预设阈值，则进行插值处理，计算电机的机械角速度；

(3)若前时刻电机加速度与后时刻电机加速度的比值的绝对值大于预设阈值，则不进行插值处理，同时计算电机的机械角速度；

(4)将计算得到的作为估计模型中的速度量参与计算得到进而通过算法运算得到辨识结果。

进一步，步骤(2)中，所述电机的机械角速度计算公式如下：