[发明专利]反射型激光清除异物装置的转台位置多模态伺服控制方法

说明书

本发明公开了一种反射型激光清除异物装置的转台位置多模态伺服控制方法，设置系统运动模态以及各模态对应的控制律，构建基于参数辨识的多模态PID控制器；采用RLS惯量辨识算法获取转台的转动惯量；根据跟踪误差、误差变化量、转动惯量切换控制律，实现转台位置的多模态PID控制。本发明通过在线辨识转动惯量和跟踪误差，调用不同的控制律，提高了转台驱动定位效率和精度。

技术领域

本发明涉及智能化高压输电线异物清除技术，具体涉及一种反射型激光清除异物装置的转台位置多模态伺服控制方法。

背景技术

激光清除异物装置使用图像识别技术获取目标即异物点的位置，驱动搭载激光器的转台对目标进行实时跟踪。目前的伺服控制系统主要为串级三环PID控制结构，由内而外分别为电流环、速度环、位置环，其中位置环控制器在最外环，其性能直接影响位置跟踪的精度和响应速度。现有技术多采用PID控制器进行位置控制。但是，对反射型激光清除异物装置来说，位置指令由图像识别结果给定，而图像本身存在噪声，且异物在随风摆动时速度不定，难以设定高质量的前馈信号，传统的PID位置控制精度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反射型激光清除异物装置的转台位置多模态PID控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种反射型激光清除异物装置的转台位置多模态PID控制方法，包括如下步骤：

步骤1、设置系统运动模态以及各模态对应的控制律，构建基于参数辨识的多模态PID控制器；

步骤2、采用RLS惯量辨识算法获取转台的转动惯量；

步骤3、根据跟踪误差、误差变化量、转动惯量切换控制律，实现转台位置的多模态控制。

步骤1中，根据跟踪误差的变化情况将系统划分为6个模态，根据转动惯量的变化情况将系统划分为2个模态，总共对应8种控制律，具体如表1和表2所示，系统工作时会处于表1和表2的模态；

表1基于跟踪误差的变化情况的系统运动模态划分表

表中，e₀e₁e₂e₃和v_e0为系统模态切换的阈值，e(k)为跟踪误差，为误差的微分(变化量)，K_p0,K_p1,K_p2,K_p3,K_p4,K_d0,K_d1,K_i0,K_i1,K_i2为PID控制器的参数，U₀为根据系统参数确定的提供最大加速度所需要的控制量；

表2基于转动惯量变化情况的系统运动模态划分表