[发明专利]一种基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制方法

说明书

本发明涉及一种基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制方法，提供一基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制系统，包括：基座和设于基座上的压电电机；压电电机一侧输出轴与一光电编码器相连接，另一侧输出轴与一飞轮惯性负载相连接；飞轮惯性负载的输出轴经一联轴器与一力矩传感器相连接，光电编码器的信号输出端、矩传感器的信号输出端以及压电电机的输入端分别接至控制系统；控制系统搭载一反步自适应控制器，通过采用反步控制算法来控制电机转子的旋转角度，再通过计算转子的旋转角度间接控制电机的速度。

技术领域

本发明涉及电机控制器领域，特别是一种基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制方法。

背景技术

现有的压电电机伺服控制系统的设计中有对于输出信号的检测误差，这可能会导致控制变量的估计误差。为了避免这种情况,我们现在提出反馈自适应控制方案。此控制系统能有效的增进系统的控制效能，并进一步减少系统对于不确定性的影响程度。因此电机的位置与速度控制可以获得较好的动态特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制方法，已克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制方法，提供一基于反步和逆死区模型的输出反馈压电电机控制系统，包括：基座和设于基座上的压电电机；所述压电电机一侧输出轴与一光电编码器相连接，另一侧输出轴与一飞轮惯性负载相连接；所述飞轮惯性负载的输出轴经一联轴器与一力矩传感器相连接，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以及所述压电电机的输入端分别接至控制系统；所述控制系统搭载一反步自适应控制器，通过采用反步控制算法来控制电机转子的旋转角度，再通过计算转子的旋转角度间接控制电机的速度。

在本发明一实施例中，通过采用李亚普诺夫稳定性函数获得反馈控制参数的强健性学习方法。

在本发明一实施例中，所述反步控制算法还包如下步骤：

步骤S1：建立系统模型；

步骤S2：建立死区特性的参数化模型；

步骤S3：建立状态观测器；

步骤S4：建立带有死区反向的后台模型。

在本发明一实施例中，所述步骤S1还包如下步骤：

步骤S11：记系统模型如下：

x⁽ⁿ⁾(t)+a₁Y₁(x(t))+a₂Y₂(x(t))+L+a_rY_r(x(t))＝bu

y＝x₁,u＝DZ(v)

其中，Y_i是已知的连续线性或非线性函数，参数a_i和控制增益b是未常数；v(t)为控制器的输出，U(T)为系统的输入，Y(t)为系统的输出，执行器的非线性DZ(v)为一个死区特性；

步骤S12：通过建立一个令所有的闭环信号为有界的输出反馈控制器v(t)，且令设备输出y(t)跟踪给定参考信号y_r(t)如下：

(3)记b的符号是已知的，参考信号y_r(t)以及其第一个导数是有界和已知的；

(4)记死区参数m_r和m_l满足m_r≥m_r0和m_l≥m_l0，其中，m_r0和m_l0是两个正常数；