[发明专利]基于模糊逻辑的前馈参数设计方法

说明书

本发明公开了基于模糊逻辑的前馈参数设计方法，将初始化后的伺驱动服系统执行一个运动，计算该次运动的最大动态误差值、以及该最大动态误差与平均误差的绝对差值，将这两个计算值作为反映动态精度的指标来进行模糊化处理并转化为对应逻辑；基于所述对应逻辑建立规则库，根据规则库设计出对应的逻辑输出；基于该逻辑输出再由解模糊处理来调节前馈增益；最大动态误差值会随着前馈增益的调节而更新，循环上述过程直至最大动态误差值、以及该最大动态误差与平均误差的绝对差值达到最小值。该基于模糊逻辑设计的前馈参数设计方法，寻优周期短，能随着工况的变化参数自动调节，极大程度的提高了动态精度，使伺服系统满足高精度的需求。

技术领域

本发明涉及伺服驱动系统的控制方法领域,特别是基于模糊逻辑的前馈参数设计方法。

背景技术

伺服驱动系统广泛应用于数控机床、机电一体化、汽车、航空航天、机器人等诸多领域。随着伺服驱动的控制理论趋于成熟，应用中又提出了宽调速范围、高精度、高可靠性的要求。反馈控制是基于消除误差的控制方式，理论上经过足够时间定位误差可以收敛至零。对于精密的伺服应用场合，运动过程中的动态误差也应限制在一定范围内。为了减小动态误差，在位置环中加入将指令速度、指令加速度前馈，由前馈增益K_v，K_a调节前馈作用的大小。一般地，一组前馈参数不能保证在零到额定速度范围内保持最佳性能，因此要根据工况选择合适的前馈参数。

发明内容

本发明目的是：提供了基于模糊逻辑的前馈参数设计方法，解决了前馈参数调整不合适，导致伺服驱动系统运行性能不佳的问题。

本发明的技术方案是：基于模糊逻辑的前馈参数设计方法：将初始化后的伺驱动服系统执行一个运动，计算该次运动的最大动态误差值、以及该最大动态误差与平均误差的绝对差值，将这两个计算值作为反映动态精度的指标来进行模糊化处理并转化为对应逻辑；基于所述对应逻辑建立规则库，根据规则库设计出对应的逻辑输出；基于该逻辑输出再由解模糊处理来调节前馈增益；最大动态误差值会随着前馈增益的调节而更新，循环上述过程直至最大动态误差值、以及该最大动态误差与平均误差的绝对差值达到最小值。

优选的是，最大动态误差与平均误差的绝对差值是指最大动态误差的绝对值与平均误差的绝对值的差。

优选的是，所述对应逻辑包括十三种不同的逻辑状态，十三种不同的逻辑状态则根据定义域进行划分。

优选的是，所述规则库内的每个逻辑输出均对应有一个针对前馈参数的调节量。

优选的是，十三种逻辑状态包括：正大大、正大中、正大小、正小大、正小中、正小小、零、负大大、负大中、负大小、负小大、负小中、负小小。

优选的是，所述最大动态误差值会随前馈增益的调节而更新，因此下一时刻的前馈增益其更新计算公式为：

其中，为上一时刻的前馈增益，ΔGainK_v为规则库内逻辑输出所对应的前馈参数调节量，K_con为放大系数。

本发明的优点是：模糊逻辑可根据专家经验和实验指导来制定，使得寻优的周期更短，再结合模糊控制的强鲁棒性，以及不针对被控对象数学模型的优点，使得算法的适应能力很强。基于模糊逻辑设计的前馈参数，寻优周期短，能随着工况的变化参数自动调节，极大程度的提高了动态精度，使伺服系统满足高精度的需求。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是基于模糊逻辑的前馈参数设计方法的原理图；

具体实施方式