[发明专利]一种直流调速系统的容错迭代学习控制方法

说明书

本发明公开了一种直流调速系统的容错迭代学习控制方法，旨在提供一种具有能够在执行器发生故障的情况下重复运行调速系统的容错控制技术，提高调速稳定性和系统跟踪性能的优点的一种直流调速系统的容错迭代学习控制方法，其技术方案要点是，第一步，建立直流调速控制系统的转矩方程、电枢回路方程和位移方程；第二步，建立执行器发生故障的直流调速控制系统的离散状态空间方程；第三步，设计状态反馈容错迭代学习控制器；第四步，分析迭代学习控制系统稳定性和求解控制器参数，本发明结构简单，求解方便兼具一定鲁棒性能，能够在执行器发生故障的情况下重复运行调速系统，可推广到重复运行工业机器人和注塑等工业对象。

技术领域

本发明涉及电力拖动自动控制系统领域，具体涉及一种直流调速系统的容错迭代学 习控制方法。

背景技术

随着运动控制技术的快速发展，直流调速系统在工业控制系统中受到了广泛应用。 但值得注意的是，现代直流调速控制系统的结构日趋复杂，由于元器件损耗、环境变化等因 素随时都可能给调速控制系统带来诸多不确定性，进而可能使系统发生故障，如果不能及时 对这些故障进行处理，严重时甚至会致使系统不稳定，从而带来巨大的安全隐患。

近年来，考虑到许多工业过程的重复运行特性，模仿人类学习过程的迭代学习控制 技术受到广泛关注，迭代学习控制技术正是模仿人类的学习能力，利用前一次或前几次的运 行周期的跟踪误差和控制输入信息修正更新当前批次控制输入，提高当前批次过程的跟踪效 果。如此不断重复，使系统通过多次迭代后逐步达到对参考轨迹的完全跟踪。

目前，公开号为CN103872962A的中国专利公开了一种永磁电机速度传感器的在线容错控制装置，它包括高转速估计模块、低转速估计模块、转速正确率计算模块、在线容 错控制模块。

这种永磁电机速度传感器的在线容错控制装置虽然可以使电机驱动系统在速度传感 器故障状态下实现宽调速范围的闭环控制，并令电机转速在容错控制过程中平缓切换，提高 容错控制效果，然而，由于容错控制过程自身的复杂性，针对迭代控制系统的容错控制研究 还刚刚起步，此类容错控制的执行器发生故障的情况较多，容易对容错控制的过程产生影 响。因此，需要研究执行器发生故障情况下重复运行直流调速系统的容错控制技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流调速系统的容错迭代学习控制方法，其具有能够在执 行器发生故障的情况下重复运行调速系统的容错控制技术，提高调速稳定性和系统跟踪性能 的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

1.一种直流调速系统的容错迭代学习控制方法，，包括如下步骤：

S1：建立直流调速控制系统的转矩方程、电枢回路方程和位移方程，其方程式如下，

其中，R、L分别为电枢回路总电阻和电感，C_e是反电动势系数，i(t)是电枢回路电流， w(t)是电机转子角速度，E(t)是输入电压，J是转动惯量，C_m是电动机转矩系数，T_l是负 载主，D是阻尼系数，a是位移系数，s(t)转子位移；

S2：建立执行器发生故障的直流调速控制系统的离散状态空间方程，式(1)表示的直流调速 控制系统可描述为如下状态方程，

y＝C_cx

其中，

进一步选取合适的采样周期对式(2)进行离散化，得到执行器故障直流调速系统的离散状态 空间模型，