[发明专利]一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法

权利要求书

1.一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：连接好直线电机与运动控制卡，打开上位机软件，设置激励信号为白噪声，运动参数设置完成后下发给运动控制卡上，使得电机按照预设运动；同时运动控制卡开始采集激励信号和输出信号，并保存数据；

第二步：确定待辨识电机模型的系统阶次；

第三步：把已确定阶次的模型通过双线性变换公式将模型由s域转化为z域公式的形式；

所述模型为：

所述双线性变换公式为：

所述z域公式为：

其中G(s)为传递函数，Y(s)、U(s)分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换；T为采样周期，z为延迟算子，α₀…α_n-1为离散化后传递函数的分子需要辨识的系数，β₁…β_n为离散化后传递函数的分母需要辨识的系数；

第四步：由β₁…β_n组成滤波器，第一次对输入输出数据进行滤波时设置

第五步：输入输出数据x、w经滤波器滤波后的数据为

第六步：由组成向量q’_j，由α₀…α_n-1，β₁…β_n组成向量δ′_j；

δ_j＝[α₀…，α_n-1，β₁…，β_n-1] (5)

其中q′_j、δ′_j为向量，是q_j、δ_j的转置，维数由待辨识系统的阶次来确定；

第七步：由公式(6)计算出矩阵Q；

Q＝∑q_jq_j (6)

第八步：由公式(7)计算出向量C；

第九步：由公式(8)计算出含有待辨识参数α₀…α_n-1，β₁…β_n的向量δ；其中Q^-1表示对矩阵Q求逆；

δ＝Q^-1C (8)

第十步：从第四步开始重复迭代更新滤波器，直到辨识结果达到收敛要求，辨识完成，根据辨识结果设置控制器，使得直线电机高速平稳运行。

2.如权利要求1所述的一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，在每次重复迭代更新滤波器之前首先对输入输出数据用第四步的滤波器进行滤波；滤波器的分子系数为1，分母系数初始值为1，之后每次迭代更新上一次辨识结果的β₁…β_n作为分母系数。

3.如权利要求1所述的一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，第六步由滤波后的输入输出数据按照阶次的高低顺序排列组成列向量q’_j。

4.如权利要求1所述的一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，第七步，矩阵Q为方阵，维数与待辨识参数个数相等。

5.如权利要求1-4 任一所述的一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，第八步，由公式(7)计算向量C；C的维数与待辨识参数个数相同。

6.如权利要求5所述的一种直线电机传递函数的迭代滤波辨识方法，其特征在于，第九步，向量δ中的α₀…α_n-1，β₁…β_n按照系数阶次的高低顺序排列。