[发明专利]一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法

摘要

本发明公开了一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，属于直线电机控制技术领域。现有技术的辨识方法不够灵活，适应性差，进而影响辨识参数的准确性。本发明在批处理最小二乘辨识算法里面融合了迭代学习滤波器，能够根据待辨识系统的特点来生成对应的滤波器，减少了需要专门设计滤波器的工作，此外本发明由于加入了滤波算法，辨识出的数据更加精确，有利于高精度控制器的设计。本发明对参数辨识及控制系统的设计，无疑具有一定的现实意义和实用价值。本发明抗干扰能力强，参数辨识精度高，有助于实现对系统的高速高精控制，避免了滤波器选择的难题和最小二乘算法抗干扰能力差的不足。

主权项

1.一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：连接好直线电机与运动控制卡，打开上位机软件，设置激励信号为白噪声，运动参数设置完成后下发给运动控制卡上，使得电机按照预设运动；同时运动控制卡开始采集激励信号和输出信号，并保存数据；第二步：确定待辨识电机模型的系统阶次；第三步：把已确定阶次的模型通过双线性变换公式将模型由s域转化为z域公式的形式；所述模型为：所述双线性变换公式为：所述z域公式为：其中G(s)为传递函数，Y(s)、U(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换；T为采样周期，z为延迟算子，α₀…α_n‑1为离散化后传递函数的分子需要辨识的系数，β₁…β_n为离散化后传递函数的分母需要辨识的系数；第四步：由β₁…β_n组成滤波器，第一次对输入输出数据进行滤波时设置第五步：输入输出数据x、w经滤波器滤波后的数据为第六步：由组成向量q’_j，由α₀…α_n‑1，β₁…β_n组成向量δ′_j；δ_j＝[α₀…，α_n‑1，β₁…，β_n‑1]               (5)其中q′_j、δ′_j为向量，是q_j、δ_j的转置，维数由待辨识系统的阶次来确定；第七步：由公式(6)计算出矩阵Q；Q＝∑q_jq_j                 (6)第八步：由公式(7)计算出向量C；第九步：由公式(8)计算出含有待辨识参数α₀…α_n‑1，β₁…β_n的向量δ；其中Q^‑1表示对矩阵Q求逆；δ＝Q^‑1C                   (8)第十步：从第四步开始重复迭代更新滤波器，直到辨识结果达到收敛要求，辨识完成，根据辨识结果设置控制器，使得直线电机高速平稳运行。