[发明专利]一种基于通信干扰观测器的网络化多轴运动控制系统的交叉耦合控制方法

摘要

一种基于通信干扰观测器的网络化多轴运动控制系统的交叉耦合控制方法，该方法首先针对单轴的轨迹跟踪控制，采用线性自抗扰控制器，实现单轴轨迹控制具有良好的跟踪性能，和对系统模型的不确定性具有良好的抗扰动能力；针对网路时延引起的不确定性，等效为系统干扰，进而采用具有时延估计与补偿功能的通信干扰观测器，实现对单轴网路诱导时延引起的不确定性实时估计与补偿；针对网络化多轴运动控制系统中多轴协调运动控制的轨迹轮廓模型计算出当前时刻系统的轮廓误差模型，根据得到的轮廓误差，设计基于PID的轮廓误差补偿控制器，实现对系统轮廓轨迹的补偿控制。

主权项

一种基于通信干扰观测器的网络化多轴运动控制系统的交叉耦合控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1)根据多轴运动控制系统的动态特性，建立在扭矩模式下单轴伺服系统的二阶模型为其中，G(s)表示系统传递函数，系统的控制输入量为电机输入电压U(s)，输出量也即被控变量为轴的位置Y(s)，K和T为系统参数；步骤2)针对单轴的轨迹跟踪控制，设计基于线性自抗扰控制的跟踪控制器，过程包括：设计线性跟踪微分器，线性扩张状态观测器和基于PD的线性误差反馈控制律；步骤3)设计具有时延估计与补偿功能的通信干扰观测器，实现对单轴网络诱导时延引起的不确定性的实时估计与补偿；步骤4)针对网络化多轴运动控制系统中多轴协调运动控制的轨迹轮廓模型计算出当前时刻系统的轮廓误差模型，然后根据得到的轮廓误差，设计基于PID的轮廓误差补偿控制器。