[发明专利]一种电机高速高精度转动规划定位控制方法

摘要

本发明公开一种电机高速高精度转动规划定位控制方法，属于机电产品伺服控制技术领域。先初始化各中间状态变量θorgin_1，获取原始角度定位指令数值θorgin_2及该时刻角度传感器输出角度θout_new(k)，并将θorgin_2的值赋值给θorgin_1，然后计算原始角度定位指令误差θerror=θorgin_2‑θout_old，通过f函数对θerror进行误差量规划，获取规划后偏差信号θe1(k)，得到新的定位重构指令θnew(k)=θout_old+θe1(k)及其误差θerror_new(k)=θnew(k)‑θout_new(k)，再对θerror_new(k)进行非线性误差处理，得到电机转动定位控制量信号Uc（k）控制电机转动定位。采用在原点附近具有线性段的连续幂次函数，形成非线性误差反馈，获得比线性反馈更小的稳态误差和更快的扰动响应，避免了由于符号函数造成高频颤振现象的出现，显著提高角度定位回路带宽，进而提高机电产品在扰动作用下动态指令响应性能和精度，实现零超调和高精度定位。

主权项

一种电机高速高精度转动规划定位控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、机电产品首次进入“高速高精度转动规划定位控制方法”，初始化各中间状态变量，并将θorgin_1赋值为361°；步骤二、获取机电产品原始角度定位指令数值θorgin_2，及该时刻角度传感器输出的角度θout_new(k)；k为机电产品角度回路离散控制的角度采样周期，第1次执行步骤二时k=1，第2次执行步骤二时k=2，以此类推；将k=1时的θout_new(1)值赋值给上一次角度传感器输出的角度θout_old，即θout_old=θout_new(1)；步骤三、判断原始角度定位指令数值，若θorgin_2≠θorgin_1，则对所有中间过程状态变量进行初始化为零，并将θorgin_2的值赋值给θorgin_1，即θorgin_1=θorgin_2；步骤四、对接收到的角度传感器输出的角度θout_new(k)数值按照常规的异常值剔除算法进行异常值剔除处理；步骤五、计算原始角度定位指令误差θerror，即原始角度定位指令θorgin_2与角度θout_old间的偏差：θerror=θorgin_2‑θout_old；步骤六、通过f函数对步骤五获取的原始角度定位指令误差θerror进行误差量规划，以一定的加速度数值对误差量进行追踪，实现在零误差至1/2θerror时匀加速跟踪，在1/2θerror至θerror间匀减速跟踪；即将θerror输入式（1）、（2）中求出k时刻规划后的偏差信号θe1(k)，（1）（2）式（1）的输入量为θerror、r、h、T，输出量为规划后的偏差信号，式中，θerror为原始角度定位指令误差、r为加速度因子，h为滤波因子，T为积分步长，其它参数均为中间变量；步骤七、通过步骤六获取规划后的偏差信号θe1(k)，生成新的电机转动定位重构指令角度：θnew(k)=θout_old+θe1(k)，并计算重构指令误差：θerror_new(k)=θnew(k)‑θout_new(k)；步骤八、通过式（3）和（4）对步骤七得到的重构指令误差θerror_new(k)进行非线性误差处理，得到电机转动定位控制量信号Uc（k）：（3）（4）式中，e=θerror_new(k)为表示误差信号，δ为线性段的区间长度，，Uc（k）为非线性误差处理后的电机转动定位控制量信号，Kif为积分增益，Kpf为比例增益，Kdf为微分增益，其它参数均为中间变量；步骤九、将步骤八得到的Uc（k）信号传送至功率驱动器件，控制电机转动定位。