[发明专利]伺服控制系统机械谐振抑制方法

摘要

本发明涉及一种伺服控制系统机械谐振抑制方法，属于电机伺服控制技术领域。本发明针对伺服控制系统中机械谐振问题设计了一种四环控制结构，在传统伺服电机三环(位置环、速度环、电流环)控制系统的基础上，增加了执行机构的位置全闭环控制，形成四环控制结构，位置全闭环采用自抗扰控制算法，可以有效抑制系统的低频机械谐振。较现有陷波器法和加速度法反馈法，本发明提出的机械谐振抑制方法不改变伺服驱动器的控制算法，采用目前市场上通用的电机伺服驱动器即可，工程应用实现简单，且能有效抑制系统低频机械谐振，提高伺服控制性能。

主权项

1.一种伺服控制系统机械谐振抑制方法，其特征在于，该方法在伺服电机三环控制系统中设置执行机构的位置控制器，从而形成四环控制系统，所述位置控制器采用自抗扰控制算法抑制系统的机械谐振；所述位置控制器具体采用如下的四阶扩展状态观测器和扰动补偿控制器实现自抗扰控制算法：所述四阶扩展状态观测器为：其中，x₄为四阶扩展状态观测器所观测的扰动，包括四环控制系统中由电机、传动机构和执行机构组成的机械传动系统的对象模型的不确定因子，以及系统外部扰动，b₀为扰动补偿因子，ω_o为四阶扩展状态观测器带宽，ω_c为位置控制器带宽，b₀、ω_o、ω_c为位置控制器的参数；x1、x2、x3、x4为四阶扩展状态观测器的输出；θ_L分别为执行机构的位置给定值、反馈值，为四环控制系统中电机的位置给定值；设线性组合值则扰动补偿控制器的输出为并作为四环控制系统中电机伺服控制器的电机位置控制器的电机位置给定值；其中b₀、ω_o、ω_c为控制器参数，通过调整这三个参数，来抑制机械谐振。