[发明专利]同时消除反电势、负载转矩扰动的伺服控制方法及其系统

摘要

本发明公开了一种同时消除反电势、负载转矩扰动的伺服控制策略及系统，基于电枢绕组的标称模型，根据外加至电枢两端电压以及电枢电流的检测值，估计电气部分的总扰动，并通过前馈补偿部分抵消这些扰动。结合对电枢电流的反馈调节，消除剩余反电势扰动。将消除电气总扰动的前馈控制与电流反馈控制结合环节构建系统内环。基于传动系统的标称模型，根据电枢电流以及实际转速信息，确定机械部分的总扰动，并通过前馈补偿部分抵消这些扰动。结合对转速的反馈调节，消除剩余负载转矩扰动。将消除机械总扰动的前馈控制与转速反馈控制结合环节构建系统外环。本发明消除了两个不同时间尺度的扰动，大大提升了伺服系统的抗扰能力和动、静态性能。

主权项

1.同时消除反电势、负载转矩扰动的伺服控制方法，其特征是：通过内环快速消除电机电气部分由不同转速所引起的反电势扰动，与此同时，通过外环消除电机的机械部分由负载以及负载的改变而所引起的负载转矩扰动；基于电气部分与机械部分的扰动分别隶属于不同的时间尺度，采用对应的不同的扰动估计以分别消除反电势的扰动与负载转矩扰动对系统的影响；包括电气部分和机械部分的控制，其中：电气部分，建立包括反电势在内的电枢绕组的状态空间模型，利用该模型，结合反电势的特点，建立描述电气部分的扩展的状态空间模型，利用扩展模型结构和电枢绕组结构参数的标称值，构建估计反电势的第一扩展状态观测器，第一扩展状态观测器利用外加至电枢两端电压以及电枢电流的检测值和标称模型，最终得到包括反电势在内的所有电气扰动的信息；机械部分，建立基于传动系统的状态空间模型，利用该模型，同时结合负载转矩的特点，建立描述机械部分的扩展的状态空间模型，利用机械部分的扩展的状态空间模型的结构和机械传动部分结构参数的标称值，构建估计负载转矩的第二扩展状态观测器，第二扩展状态观测器利用外加电枢电流以及来自编码器或旋变的转子转速信息和标称模型，最终得到包括负载转矩在内的所有机械扰动的信息。