[发明专利]一种基于加速度观测器的自动控制系统

摘要

本发明涉及一种基于改进型加速度观测器的控制系统，该系统的电机指定位置信息与电机反馈位置信息的差值输入PI控制器，由PI控制器输出给定电流；加速度观测器是由校正模型和建模模型构成的闭环反馈模型，被控系统输出的电机反馈位置信息与建模模型得到的电机期望位置引入校正模型，校正模型输出观测扰动力矩；用前馈补偿器将与电机电磁转矩系数相除得到的扰动电流对给定电流进行补偿得到实际电流，实际电流与电机电磁转矩系数相乘得到电机力矩，电机力矩与观测扰动力矩叠加的结果引入建模模型得到电机期望位置；电机力矩与扰动力矩同时输入被控系统；本发明在保证了对干扰抑制能力的同时，能够降低对噪声的敏感性，提高系统跟踪精度。

主权项

1.一种基于改进型加速度观测器的控制系统，包括PI控制器，电机指定位置信息PC与被控系统输出的电机反馈位置信息PF的差值输入PI控制器，由PI控制器输出给定电流Ig；其特征在于还包括前馈补偿器，加速度观测器；加速度观测器是由校正模型和建模模型构成的闭环反馈模型，被控系统输出的电机反馈位置信息PF与建模模型得到的电机期望位置PO引入校正模型，校正模型输出观测扰动力矩ADO；用前馈补偿器将ADO与电机电磁转矩系数KT相除得到的扰动电流Id对给定电流Ig进行补偿得到实际电流IC，实际电流IC与电机电磁转矩系数KT相乘得到电机力矩Tg，电机力矩Tg与观测扰动力矩ADO叠加的结果引入建模模型，得到电机期望位置PO；电机力矩Tg与扰动力矩Td同时输入被控系统；其中建模模型的建模开环传递函数为Gmodel(S)，Gmodel(S)＝G(S)；G(S)为被控系统的实际开环传递函数；校正模型的传递函数为：其中s为拉普拉斯算子，K为校正模型传递函数的开环增益，T1为校正模型传递函数的时间常数；校正函数的开环增益K和校正函数的时间常数T1的数值使得建模模型得到的电机期望位置PO趋于等于电机反馈位置信息PF。