一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法
2023-04-26 12:09:56
一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法
【專利摘要】本發明是一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法,它有四大步驟:步驟1:伺服系統模型分析及建模;步驟2:伺服系統抗飽和控制律設計;步驟3:跟蹤性能檢驗與參數調節;步驟4:設計結束。採用這種控制律設計方法,可以保證系統由於初始誤差導致的輸入飽和情況下系統的穩定性,且實現信號的快速精確跟蹤,方便在工程實踐中應用。本發明設計的控制律,通過李雅普諾夫函數分析證明跟蹤誤差的收斂性。此外,通過數字仿真,驗證了所發明的控制方法的有效性。
【專利說明】一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法,它是針對二階伺服系統,給出一種反演抗飽和控制方法,用於電機在存在輸入飽和情況下實現穩定控制,屬於自動控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]伺服系統又稱隨動系統,是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統。伺服系統使物體的位置、方位和狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標的任意變化。
[0003]傳統控制方法沒有考慮伺服電機系統輸入信號幅值受限的情況,而這在實際應用中是經常出現的。控制受限下的閉環控制系統如圖1所示。如果在控制設計中沒有考慮飽和問題,控制器的輸出將與被控對象的輸入不一致,從而導致閉環系統性能下降,甚至不穩定。
[0004]這種技術背景下,本發明針對二階伺服系統,給出一種新穎的反演抗飽和控制方法,用於在輸入電機存在飽和的情況下提高系統的性能並保證系統穩定。採用這種控制不僅保證了閉環系統的穩定性,還提高了系統的跟蹤精度,在實際中有很大的應用價值。
【發明內容】
[0005]1、發明目的
[0006]本發明的目的是提供一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法,它是針對伺服電機在輸入受限的情況下,給出一種抗飽和控制方法,在保證閉環系統穩定的基礎上,實現伺服系統快速且精確跟蹤。
[0007]2、技術方案
[0008]下面結合流程框圖2中的步驟,具體介紹該設計方法的技術方案。
[0009]本發明一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法,該方法具體步驟如下:
[0010]步驟1:伺服系統模型分析及建模
[0011]閉環控制系統採用負反饋的控制結構,輸出量是伺服電機系統的角度。
[0012]伺服系統結構圖如圖3所示。
[0013]伺服系統的動力學方程為:
【權利要求】
1.一種基於反演設計的伺服系統的抗飽和控制方法,其特徵在於:該方法具體步驟如下: 步驟1:伺服系統模型分析及建模 閉環控制系統採用負反饋的控制結構,輸出量是伺服電機系統的角度, 伺服系統的動力學方程為:
【文檔編號】G05B13/04GK104007660SQ201410262268
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】陳寶林, 皮操, 劉金琨 申請人:國電科學技術研究院