[发明专利]一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法

摘要

本发明公开了一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法，包括以下步骤：步骤1，检测被控电机系统的单位阶跃响应，获得系统参数；步骤2，搭建电机跟踪控制装置，该装置包括依次连接的A/D转换模块，单片机和D/A转换模块，并在单片机上实现预测函数控制算法；步骤3，通过A/D模块采集主动电机与从动电机的相位电压差；步骤4，在单片机上使用预测函数控制算法计算从动电机电压输入；步骤5，通过D/A模块将数字电压转换为模拟电压并施加在从动电机上；步骤6，重复步骤3～5，实现电机跟踪的实时控制。利用本发明，可以实现多路信号的采集和控制，提高集成度，降低成本，且具有更好的稳定性和动态性能。

主权项

1.一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，检测被控电机系统的单位阶跃响应，获得系统参数；所述的系统参数为系统的增益K_p、时间常数T以及滞后时间T_r；/n步骤2，搭建电机跟踪控制装置，该装置包括依次连接的A/D转换模块，单片机和D/A转换模块，在单片机上实现预测函数控制算法；所述的预测函数控制算法具体如下：/n步骤2-1，计算中间参数：K₁＝K_pT_dec-K₂、b_s＝1-a_s、b_m＝1-a_m、/n其中K₁为第一路前向增益，K₂为第二路前向增益，K_p为系统的增益，T为时间常数，a_s为分解模型衰减系数，b_s为分解模型衰减系数余量，为一致点处分解模型衰减系数，b_sh为一致点处分解模型衰减系数余量，a_m为模型衰减系数，b_m为模型衰减系数余量，为一致点处模型衰减系数，b_mh为一致点处模型衰减系数余量，l_h为误差乘子，e为自然常数，采样周期T_s＝0.005s，分解时间常数T_dec＝T×3,闭环响应时间CLTR＝T×300，一致点h＝20；/n步骤2-2，计算当前时刻模型输出s_m(n)/ns_m(n)＝s_m1(n)+s_m2(n)+s_mr(n)，/n其中s_m1(n)＝s_m1(n-1)a_m+b_mK₁e(n-1)，s_m2(n)＝s_m2(n-1)a_s+b_sK₂e(n-1)，s_mr(n)＝s_mr(n-1)a_s+b_sCV(n-1)，e(n-1)表示前一时刻的从动电机输入，CV(n-1)表示前一时刻主动电机和从动电机相位电压差；/n步骤2-3，计算当前时刻从动电机输入e(n)/n /n其中Setpoi为nt设定值，设定为0，SS＝s_mr(n)b_sh-CV_pred(n)b_sh，CV_pred(n)＝CV(n)+s_m(n)-s_m(n-r)，r为滞后拍数；/n步骤3，通过A/D模块采集主动电机与从动电机的相位电压差；/n步骤4，在单片机上使用预测函数控制算法计算从动电机电压输入；/n步骤5，通过D/A模块将数字电压转换为模拟电压并施加在从动电机上；/n步骤6，设置A/D模块的采样周期，重复步骤3～5，实现电机跟踪的实时控制。/n