[发明专利]一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法

说明书

一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法，包括：根据精密运动平台机械台体参考位置和实际位置之间的位置偏差，得到精密运动平台机械台体的控制量；将控制量经过预设饱和环节以及超前饱和环节，判断控制量是否处于即将积分饱和的状态；若控制量处于即将积分饱和的状态，则对即将处于积分饱和状态的控制量从积分环节切换到线性反馈环节，得到线性反馈环节的控制量；将线性反馈环节的控制量发送给预置的驱动器，以利用驱动器所述线性反馈环节的控制量驱动精密运动平台机械台体进行定位运动和匀速扫描运动。可抑制积分饱和现象，减小精密运动平台的定位运动和匀速扫描建立时间。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法。

背景技术

精密运动平台是目前工业界广泛应用的位置运动装置。对于目前常用的定位运动和匀速扫描运动，一次运动的总时间等于加速时间、建立时间、扫描时间和减速时间的总和。其中，建立时间是指当精密运动平台完成定位运动或加速过程结束后稳定在设定位置或匀速扫描速度所用的时间。从提高生产效率的角度，工业界一般需要尽可能地缩短定位运动和匀速扫描运动的建立时间。

精密运动平台的运动控制方法常采用频域控制方法。增加执行电机地容量可以提高最大加速度和最大加加速度，从而减小加速过程消耗地时间。但是在加速阶段结束后，控制器更加容易出现积分饱和现象，从而引起较大的超调量，建立时间随之变大。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法，旨在解决现有技术中精密运动控制反馈控制存在积分饱和问题，当定位或加速过程结束后，会引起较大的超调量，造成建立时间增长。

为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种用于精密运动控制的变结构抗积分饱和方法，包括：

根据精密运动平台机械台体参考位置和实际位置之间的位置偏差，得到所述精密运动平台机械台体的控制量；

将所述控制量经过预设饱和环节和超前饱和环节，判断所述控制量是否处于即将积分饱和的状态，所述超前饱和环节的饱和上限小于预设饱和环节的饱和上限；

若所述控制量处于即将积分饱和的状态，则将所述控制量从积分环节切换到线性反馈环节，得到线性反馈环节的控制量；

将所述线性反馈环节的控制量发送给预置的驱动器，以利用所述驱动器根据所述线性反馈环节的控制量驱动所述精密运动平台机械台体进行定位运动和匀速扫描运动。

可选的，所述将所述控制量从积分环节切换到线性反馈环节，得到线性反馈环节的控制量包括：

利用经过所述超前饱和环节得到的控制量计算变结构切换量，当满足所述变结构切换量的相应的切换条件时，使所述控制量从积分环节切换到线性反馈环节；

其中，为变结构切换量，K_p为增益系数，T_i为积分时间系数，u_ctrl为控制量，u_a为经过所述超前饱和环节得到的控制量，e_f为经过陷波器和低通滤波器处理的位置偏差的信号，α为调整系数。

可选的，经过所述预设饱和环节得到的控制量u_s由以下公式计算：

其中，u_limit为所述预设饱和环节的饱和上限。

可选的，经过所述超前饱和环节得到的控制量u_a由以下公式计算：

其中，u_anticipatory为所述超前饱和环节的饱和上限。