[发明专利]双电机驱动气悬浮控制系统性能评价方法

摘要

本发明涉及一种双电机驱动气悬浮控制系统性能评价方法，针对精密气浮运动系统的特点，确定控制器性能评价类型，基于建立的双电机同步驱动精密气浮系统数学模型，提出一种基于最优目标函数值计算当前控制器性能的方法；将理想控制器性能作为评价基准，以高加速度高精度双电机驱动气浮系统的最优目标值与评价基准的比值作为系统的性能评价指标，由此量化分析控制算法对气浮运动的性能影响，评估噪声扰动和估计向量对系统的稳定性和鲁棒性的影响。

主权项

1.一种双电机驱动气悬浮控制系统性能评价方法，其特征在于，包块以下几个步骤：步骤S1、确定高加速度高精度双电机驱动气悬浮控制系统的控制器性能评价类型；步骤S2、建立双电机驱动精密气浮平台控制系统数学模型；步骤S3、根据确定的控制器性能评价类型，基于建立的双电机同步驱动精密气浮系统数学模式，提出一种基于最优目标函数值计算当前控制器性能的方法；其步骤S3具体包括：针对双电机同步驱动气浮系统，基于速度同步偏差，将控制策略分为状态向量的最优估计和系统的最优增益两部分：步骤S31、根据建立的系统动力学模型，基于速度同步偏差，设计最优控制率u_c(k)，即：式中，和分别代表速度项v₁和v₂的估计值；x1(k)和x2(k)分别代表k时刻的推杆中心的位移数据项，L(k)代表最优增益矩阵；步骤S32、根据得到的最优控制率进一步设计作为控制系统性能指标分析的最优目标函数值：式中，Q₁、Q₂是状态向量加权矩阵，R是输入向量加权矩阵；且Q₁和Q₂为对称非负定矩阵，R为对称正定矩阵，目的使式子值达到最小；X(N)代表N时刻状态向量的值，N代表终止时刻；X(k)代表k时刻状态向量的值；步骤S4、计算理想控制器性能，确定评价基准；步骤S5、确定高加速度高精度双电机驱动气悬浮控制系统性能评价指标，由此量化分析控制算法对气浮运动的性能影响；将高加速度高精度双电机驱动气浮系统的最优目标值与评价基准相比较，将其比值作为评价高加速度精密气悬浮运动双电机驱动系统性能优劣的尺度和准则，即：式中，J_{实际最优目标函数值}表示系统实际的最优目标函数值；J_{理想最优目标函数值}表示系统理论最优目标函数值，该式子的性能指标值来评估噪声扰动和估计向量对系统的稳定性和鲁棒性的影响。