[发明专利]双通道反馈扰动估计补偿驱动器

权利要求书

1.一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，包括：

扰动检测模块，包括第一运动反馈模块和第二运动反馈模块，其中第一运动反馈模块用于获取工作平台的运动反馈信息，第二运动反馈模块用于获取工作平台的扰动信号；

主控模块，用于对工作平台进行运动规划，得到工作平台的运动规划信息，然后根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量；对所述工作平台的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，将扰动差的估计值补偿到工作平台的控制量中，得到最终的控制量用于对伺服电机的驱动模块进行控制；

所述的工作平台的运动反馈信息包括工作平台的位移和速度；所述的工作平台的扰动信号包括第一位移差和第一速度差；

所述的根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量，包括：

所述的运动规划信息包括工作平台的位移和速度以及加速度；将工作平台的位移与规划的位移做差，将工作平台的速度与规划的速度做差，得到的位移差和速度差记为第二位移差和第二速度差；根据第二位移差或第二速度差得到工作平台的控制量；

对所述工作平台的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，包括：

将所述的第一位移差乘以柔性铰链的刚度并将所述的第一速度差乘以柔性铰链的的阻尼，将得到的结果相加，得到柔性铰链量测扰动力，将所述的工作平台的控制量进行滤波，再将所述的量测扰动力以及规划的加速度补偿到工作平台的控制量中；将补偿后的工作平台的控制量和第二位移差输入到扩张状态观测器中，得到工作平台扰动差的估计值。

2.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的第一位移差和第一速度差的获取方法为：

第二运动反馈模块获取框架的位移和速度，将框架的位移与工作平台的位移做差，将框架的速度与工作平台的速度做差，得到的结果记为第一位移差和第一速度差。

3.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的第一位移差和第一速度差的获取方法为：

第二运动反馈模块测量框架和工作平台之间的位移差和速度差，记为第一位移差和第一速度差。

4.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的工作平台为刚柔耦合平台，包括安装在机械导轨上的框架以及通过所述的柔性铰链连接于所述框架上的工作平台，工作平台由所述的伺服电机驱动。

5.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，根据第二位移差或第二速度差得到工作平台的控制量，包括：

对第二位移差进行比例增益放大，再对第二位移差进行微分计算后乘以比例增益，得到工作平台的控制量；

或对第二速度差进行比例增益放大，得到工作平台的控制量。

6.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的滤波为软件滤波，所述的主控模块中设置有滤波算法。

7.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的滤波为硬件滤波，所述的驱动器还包括：

陷波滤波模块，用于对工作平台的控制量进行陷波滤波；

信号合成模块，用于将陷波滤波后的工作平台的控制量与扰动差的估计值合成为最终的控制量。

8.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的驱动器还包括：

电源模块，与稳压整流模块连接，其中电源模块用于提供电源，稳压整流模块用于为伺服电机提供稳定的电压和电流；

反馈模块，包括数模转换模块、编码器模块、电流反馈获取单元、电压反馈获取单元和电机位置反馈获取单元，其中：

电机位置反馈获取单元用于获取伺服电机的位置，然后将位置信息传递给编码器模块，编码器模块将位置信息反馈给主控模块；所述的数模转换模块分别与电流反馈获取单元、电压反馈获取单元电连接，电流反馈获取单元、电压反馈获取单元分别用于采样伺服电机的电流、电压的模拟量，并将模拟量传输给数模转换模块，数模转换模块将模拟量转换为数字量反馈给主控模块。

9.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的扩张状态观测器的设计为：

上式中，m为工作平台的惯量，e_y为第二位移差，为第二位移差的估计值，为第二速度差的估计值，为工作平台扰动差的估计值，u为工作平台的控制量，β₁＝3ω，β₂＝3ω²，β₃＝ω³，ω为需要调节的参数。