[发明专利]一种伺服系统的非线性补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种伺服系统的非线性补偿控制方法，通过搭建非线性补偿控制系统、非线性模型建立模块确定伺服系统的非线性模型、输出量确定模块确定实际的控制器输出量和非线性补偿模块对伺服系统进行非线性补偿，完成了伺服系统的非线性补偿控制。本发明通过在PID控制基础上，增加了非线性补偿方法，实现了一种智能的控制。本发明原理简单、实用，可靠性较高，目前在某些型号的电动舵机系统中已得到应用。

主权项

一种伺服系统的非线性补偿控制方法，其特征在于该方法的具体步骤为：第一步  搭建非线性补偿控制系统非线性补偿控制系统，包括：非线性模型建立模块、输出量确定模块和非线性补偿模块；非线性模型建立模块的功能为：确定伺服系统的非线性模型；输出量确定模块的功能为：确定控制器输出量；非线性补偿模块的功能为：对控制器输出量进行非线性补偿；第二步  非线性模型建立模块确定伺服系统的非线性模型非线性模型建立模块对伺服系统进行阶跃输入测试，通过限制最大控制器输出量0‑100%来确定伺服系统的速度，得到多组控制器输出量与速度的对应关系数据；对速度进行归一化处理，当控制器输出量为100%时，速度为100%；然后对多个控制器输出量与归一化的速度进行拟合；伺服系统实际控制量与速度成线性关系，因此得到控制器输出量u与伺服系统实际控制量的关系，确定伺服系统的非线性模型：（1）公式（1）中，为伺服系统的非线性特性函数模型；第三步  输出量确定模块确定实际的控制器输出量伺服系统的输入指令与反馈信号的差值为误差信号，输出量确定模块根据误差信号进行PID运算，表示为：（2）公式（2）中，T为控制周期；为控制器比例系数；为控制器积分系数；为控制器微分系数；u(k)为第k个周期的控制器输出量；e(k)为第k个周期的误差信号；e(k‑1)为第k‑1个周期的误差信号；e(j)第j个周期的误差信号；第四步  非线性补偿模块对伺服系统进行非线性补偿非线性补偿模块根据伺服系统的非线性模型，对第k个周期的控制器输出量进行非线性补偿：（3）公式（3）中，为第k个周期补偿后的控制器输出量；为伺服系统非线性特性的反函数；至此，完成了伺服系统的非线性补偿控制。