[发明专利]一种关节伺服系统参数辨识和控制参数在线优化方法

权利要求书

1.一种关节伺服系统参数辨识和控制参数在线优化方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、采用离散模型参考自适应算法对转动惯量和阻尼系数进行在线辨识，包括以下操作：

关节伺服系统电机的机械方程为：

Te-TL=Jdωdt+Bω---(1)]]>

式中T_e为电机的实际输出转矩，T_L为电机负载扰动转矩，J为电机转子和负载转动惯量之和，ω为电机转速，B为粘性阻尼系数；

将公式(1)离散化并且进一步简化得：

Δω(t)＝aΔω(t-1)+bΔT_e(t-1) (2)

式中Δω(t)＝ω(t)-ω(t-1)，ΔT_e(t-1)＝T_e(t-1)-T_e(t-2)，其中T为采样周期，ω(t)、ω(t-1)、T_e(t-1)、T_L(t-1)和ω(t-2)、T_e(t-2)、T_L(t-2)分别为第t、第t-1和第t-2采样周期的值，Δω(t)为t时刻的速度采样值与t-1时刻速度采样值之差，ΔT_e(t-1)为t时刻的电机输出力矩采样值与t-1时刻电机输出力矩采样值之差，a，b分别为待辨识的参数；

将公式(2)作为参考模型，获得可调模型的方程为：

Δω^(t)=a^(t)Δω(t-1)+b^(t)ΔTe(t-1)---(3)]]>

为Δω(t)的估计值，为t时刻的估计变量；

采用朗道离散时间递推参数辨识机制推导自适应率为：

a^(t)=a^(t-1)+β1Δω(t-1)1+β1(ΔTe(t-1)2+Δω(t-1)2)×(Δω(t)-Δω^(t))b^(t)=b^(t-1)+β2ΔTe(t-1)1+β2(ΔTe(t-1)2+Δω(t-1)2)×(Δω(t)-Δω^(t))---(4)]]>

式中β₁，β₂为自适应增益，为t时刻的估计变量；

将公式(2)作为参考模型，公式(3)作为可调模型，公式(4)作为自适应更新率，对转动惯量和阻尼系数进行在线辨识；

步骤二、根据预设误差阈值，获得转动惯量的辨识值；

步骤三、依据所述的获得转动惯量辨识结果，获得速度环PI控制器参数的值。