[发明专利]一种基于分数阶预测器的无时滞鲁棒伺服电机控制方法

摘要

本发明公开了一种基于分数阶预测器的无时滞鲁棒伺服电机控制方法，包括构建伺服电机的分数阶预测器，并根据给定的鲁棒性指标及给定的其它稳定性性能指标对分数阶预测器进行参数整定；根据参数整定的结果和伺服电机前一时刻的输出采用分数阶预测器预测出伺服电机当前时刻的理想反馈值；根据伺服电机当前时刻的理想反馈值和给定的输入得出PID控制器的控制输出；根据PID控制器的控制输出对伺服电机进行控制。本发明把分数阶微积分理论引入至伺服电机控制领域，实时性较高；同时，采用了基于鲁棒性控制的参数整定方法，确保系统在外部扰动和系统模型时变下仍具有很强的鲁棒性，稳定性较高。本发明可广泛应用于工业控制领域。

主权项

一种基于分数阶预测器的无时滞鲁棒伺服电机控制方法，其特征在于：包括：A、构建伺服电机的分数阶预测器，并根据给定的鲁棒性指标及给定的其他稳定性性能指标对分数阶预测器进行参数整定；B、根据参数整定的结果和伺服电机前一时刻的输出采用分数阶预测器预测出伺服电机当前时刻的理想反馈值；C、根据伺服电机当前时刻的理想反馈值和给定的输入得出PID控制器的控制输出；D、根据PID控制器的控制输出对伺服电机进行控制；所述给定的其他稳定性性能指标包括给定的穿越频率和给定的相角裕度；所述步骤A，其包括：A1、构建伺服电机的分数阶预测器，所述分数阶预测器的表达式为：x~·(t+1)=ax~(t)+bu(t)+g(t)+kpre(t)+kdrDtr0e(τ),]]>其中，x(t)为t时刻系统的状态，为t时刻系统的预测状态，为t+1时刻系统预测状态的导数；a和b均为正实数，u(t)为t时刻系统的控制输入，g(t)为t时刻系统的扰动，kdr、kpr和r为待整定参数，为分数阶微积分算子，τ为积分变量；A2、根据给定的鲁棒性指标、给定的穿越频率和给定的相角裕度对分数阶预测器进行参数整定，从而求出分数阶预测器的参数kdr、kpr和r。