[发明专利]一种关节伺服系统参数辨识和控制参数在线优化方法

摘要

本发明提供了一种关节伺服系统参数辨识和控制参数在线优化方法，该方法包括在未知负载转矩的情况下，基于离散模型参考自适应算法在线同时辨识负载转动惯量和阻尼系数，根据辨识出的负载转动惯量在线优化速度控制器参数，根据本发明实施例提供的技术方案，以在线同时辨识转动惯量和阻尼系数，并根据辨识结果优化速度控制器参数，提高速度的动态响应性能。

主权项

一种关节伺服系统参数辨识和控制参数在线优化方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一、采用离散模型参考自适应算法对转动惯量和阻尼系数进行在线辨识，包括以下操作：关节伺服系统电机的机械方程为：Te-TL=Jdωdt+Bω---(1)]]>式中Te为电机的实际输出转矩，TL为电机负载扰动转矩，J为电机转子和负载转动惯量之和，ω为电机转速，B为粘性阻尼系数；将公式(1)离散化并且进一步简化得：Δω(t)＝aΔω(t‑1)+bΔTe(t‑1)   (2)式中Δω(t)＝ω(t)‑ω(t‑1)，ΔTe(t‑1)＝Te(t‑1)‑Te(t‑2)，其中T为采样周期，ω(t)、ω(t‑1)、Te(t‑1)、TL(t‑1)和ω(t‑2)、Te(t‑2)、TL(t‑2)分别为第t、第t‑1和第t‑2采样周期的值，Δω(t)为t时刻的速度采样值与t‑1时刻速度采样值之差，ΔTe(t‑1)为t时刻的电机输出力矩采样值与t‑1时刻电机输出力矩采样值之差，a，b分别为待辨识的参数；将公式(2)作为参考模型，获得可调模型的方程为：Δω^(t)=a^(t)Δω(t-1)+b^(t)ΔTe(t-1)---(3)]]>为Δω(t)的估计值，为t时刻的估计变量；采用朗道离散时间递推参数辨识机制推导自适应率为：a^(t)=a^(t-1)+β1Δω(t-1)1+β1(ΔTe(t-1)2+Δω(t-1)2)×(Δω(t)-Δω^(t))b^(t)=b^(t-1)+β2ΔTe(t-1)1+β2(ΔTe(t-1)2+Δω(t-1)2)×(Δω(t)-Δω^(t))---(4)]]>式中β1，β2为自适应增益，为t时刻的估计变量；将公式(2)作为参考模型，公式(3)作为可调模型，公式(4)作为自适应更新率，对转动惯量和阻尼系数进行在线辨识；步骤二、根据预设误差阈值，获得转动惯量的辨识值；步骤三、依据所述的获得转动惯量辨识结果，获得速度环PI控制器参数的值。