[发明专利]一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法

摘要

本发明涉及一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在增益限制方案的基础上，使用补偿器使得伺服系统极限环最小，从而能获得更好的伺服控制效能。

主权项

1.一种基于增益限制补偿器的超声波电机伺服控制系统极限环抑制设计方法，其特征在于：包括超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至控制系统；所述控制系统建立在增益限制方案的基础上，使用补偿器使得伺服系统极限环最小，从而能获得更好的伺服控制效能；其中，超声波电机驱动系统的动态方程为：式中，Ap＝‑B/J，BP＝J/Kt＞0，CP＝‑1/J，B为阻尼系数，J为转动惯量，Kt为电流因子，Tf(v)为摩擦阻力力矩，TL为负载力矩，U(t)是电机的输出力矩，θr(t)为通过光电编码器测量得到的位置信号；所述增益限制方案采用的补偿器中，输入信号与输出信号之间的关系为：式中，u(s)为输出信号，r(s)为输入信号，h(s)为补偿信号，Kp为控制增益的等效值，Ka为自适应增益参，Ks为所期望的上限增益值；其中，补偿信号h(s)表示为：h(s)＝he(s)/s＝[(u(s)‑r(s)Ks)Ka]/s；式中，he(s)表示补偿器的信号。