[发明专利]基于二维系统的伺服电机转速控制方法、系统及装置

权利要求书

1.基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建电机运行速度状态的数学模型；

根据电机运行速度状态的数学模型，结合系统误差构建二维系统模型；

基于二维系统模型设计控制律；

根据控制律对伺服电机的转速进行控制。

2.根据权利要求1所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，所述电机运行速度状态的数学模型的公式表示如下：

上式中，X(t，k)、u(t，k)、Y(t，k)分别表示电机第k个运行周期t时刻的速度状态、系统控制输入和系统输出，T表示电机单个运行批次的周期时间，d(t)表示外部扰动，A、B、C表示根据维数预设的模型参数，ΔA(t)、ΔB(t)表示参数变化。

3.根据权利要求2所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，所述系统误差包括系统沿周期方向的误差和系统沿时间方向的误差。

4.根据权利要求3所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，系统沿周期方向误差的公式表示如下：

上式中，r(t，k)表示k周期t时刻的控制输入，表示k周期t时刻的干扰，δ(X(t+1，k))表示k周期t+1时刻的系统状态误差，δ(X(t，k)表示表示k周期t时刻的系统状态误差。

5.根据权利要求4所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，系统沿时间方向的误差的公式表示如下：

e(t+1，k)＝e(t+1，k-1)-(Y(t+1，k)-Y(t+1，k-1))

上式中，e(t+1，k)表示k周期t+1时刻的系统跟随误差，e(t+1，k-1)表示k-1周期t+1时刻的系统跟随误差，Y(t+1，k)表示k周期t+1时刻的系统输出，Y(t+1，k-1)表示k-1周期t+1时刻的系统输出。

6.根据权利要求5所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，所述二维系统模型的公式表示如下：

上式中，表示k周期t时刻的系统干扰变化，β表示控制器增益，Δβ表示控制器增益的变化。

7.根据权利要求6所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法，其特征在于，所述控制律的表示如下：

上式中，P＝(k_h k_v k_x)表示控制器增益，表示k周期t时刻的系统跟随误差的分数阶导数。

8.基于二维系统的伺服电机转速控制系统，其特征在于，包括：

数学模型构建模块，用于构建电机运行速度状态的数学模型；

系统模型构建模块，用于根据电机运行速度状态的数学模型，结合系统误差构建二维系统模型；

控制律设计模块，用于基于二维系统模型设计控制律；

控制模块，用于根据控制律对伺服电机的转速进行控制。

9.基于二维系统的伺服电机转速控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7任一项所述一种基于二维系统的伺服电机转速控制方法。