[发明专利]一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建伺服电机的电流环数学模型；

引入电机参数时变和外部负载扰动调整电流环数学模型，得到调整后电流环模型；

对调整后电流环模型进行离散化，得到离散化电流环模型；

基于电流跟随误差和离散化电流环模型对伺服电机的电流环以二维闭环系统描述，得到二维控制系统；

根据二维控制系统构建控制器；

根据控制器的增益计算二维控制系统的输出，实现对伺服电机的电流控制。

2.根据权利要求1所述一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，所述伺服电机的电流环数学模型的公式表示如下：

上式中，i_d和i_q分别表示d轴和q轴的等效电流，u_d和u_q分别表示d轴和q轴的等效电压，L_d和L_q分别表示d轴和q轴的等效电感，R_s是绕线等效电阻，ω表示角度，表示电机转子磁链。

3.根据权利要求2所述一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，所述调整后电流环模型的公式表示如下：

上式中，Δ表示电机参数变化量，Δd表示电机外部扰动。

4.根据权利要求3所述一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，所述离散化电流环模型的公式表示如下：

上式中，i_d(i+1,j)表(i+1,j)时刻d轴的电流值，i_q(i,j+1)表示(i,j+1)时刻q轴的电流值，u(i,j)表示电机电流环的控制输入，y(i,j)表示电流环系统的输出，y_q(i,j)表示q轴输出，y_d(i,j)表示d轴输出，和表示对应的参数矩阵，和分别表示和的变化量，d(i,j)表示(i,j)时刻的干扰。

5.根据权利要求4所述一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，所述二维闭环系统的公式表示如下：

上式中，e_d(i+1,j)表示d轴电流在(i+1,j)时刻的跟随误差，e_q(i,j+1)表示q轴电流在(i+1,j)时刻的跟随误差，e_d(i,j)表示d轴电流在(i,j)时刻的跟随误差，e_q(i,j)表示q轴电流在(i,j)时刻的跟随误差。

6.根据权利要求5所述一种基于二维系统的伺服电机电流控制方法，其特征在于，所述控制器的公式表示如下：

上式中，u(i,j)表示二维控制系统的输出，K表示增益。

7.一种基于二维系统的伺服电机电流控制系统，其特征在于，包括：

模型构建模块，用于构建伺服电机的电流环数学模型；

扰动引入模块，用于引入电机参数时变和外部负载扰动调整电流环数学模型，得到调整后电流环模型；

离散模块，用于对调整后电流环模型进行离散化，得到离散化电流环模型；

控制系统描述模块，用于基于电流跟随误差和离散化电流环模型对伺服电机的电流环以二维闭环系统描述，得到二维控制系统；

控制器构建模块，用于根据二维控制系统构建控制器；

输出计算模块，用于根据控制器的增益计算二维控制系统的输出。