[发明专利]一种基于自抗扰控制器的网络化多轴运动控制系统的迭代学习轮廓误差控制方法

摘要

一种基于自抗扰控制器的网络化多轴运动控制系统的迭代学习轮廓误差控制方法，该方法首先将时变时延引起的系统不确定动态处理为系统的总和扰动的一部分，并将系统的总和扰动扩张成新的变量，建立网络化单轴伺服控制系统的增广模型；其次，设计扩张状态观测器对增广系统的状态进行估计，进而采用基于扩张状态观测器的线性自抗扰控制器实现对单轴轨迹跟踪控制；然后，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，设计基于迭代学习控制算法的轮廓误差补偿控制器，实现对系统轮廓高精度跟踪控制。本发明具有良好的单轴轨迹跟踪控制性能，以及对系统模型不确定性的良好抗扰动能力，实现对系统轮廓高精度跟踪控制。

主权项

一种基于自抗扰控制器的网络化多轴运动控制系统的迭代学习轮廓误差控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1)考虑网络诱导时延小于一个采样周期的情况下，建立含有时变网络诱导时延的单轴伺服控制系统模型，将网络化单轴伺服控制系统建模为一个具有一步输入时滞的离散时间线性时变系统，并将时变时延引起的系统不确定动态处理为系统的总和扰动的一部分，进而将系统的总和扰动扩张成新的变量，网络化单轴伺服控制系统模型扩张成的三阶系统模型如下：xi1(k+1)=xi1(k)+Txi2(k)xi2(k+1)=xi2(k)+T(xi3(k)+biaiTui(k))xi3(k+1)=xi3(k)+Tdi(k)---(1)]]>其中，ai、bi为第i(i＝1,2)轴伺服系统的定常模型系数，T为采样周期，xi1(k+1)、xi2(k+1)、xi3(k+1)分别表示第i轴伺服系统位置输出xi1(k)、电机速度xi2(k)、新扩张状态量xi3(k)在第k+1个采样时刻的值，ui(k)为第i轴伺服系统控制输入，即伺服系统速度模式下的速度设定值或者伺服系统力矩模式下的力矩设定值，di(k)为新扩张状态量xi3(k)的微分量，新扩张状态量xi3(k)即系统的总和扰动包括时变时延引起的时变动态、系统干扰和系统不确定性等因素；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单轴跟踪控制器，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)针对网络化多轴运动控制系统中的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，设计基于迭代学习控制算法的轮廓误差补偿控制器。