一种基于继电器位置反馈时域特征的伺服系统辨识方法

摘要

本发明公开了一种基于继电器位置反馈时域特征的伺服系统辨识方法，其实现步骤为：设置继电器模块的参数和实验参数；进行继电器位置反馈实验，并记录相应的实际位移振荡曲线；确定振荡幅值和振荡周期；确定伺服系统模型及其参数；精确地计算出被控伺服系统增益和时间常数。本发明有效避免了基于描述函数法频域辨识的近似问题，合理避免了继电器速度反馈中的量化误差带来的影响，获取了更高的模型辨识精度。并且具有运算量较小，运行时间短，易于现场实现，调试过程灵活等优点。

主权项

1.一种基于继电器位置反馈时域特征的伺服系统辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设置继电器模块参数和实验参数，所述继电器模块参数包括人工延时D和初始幅值h，所述实验参数包括采样时间ST和总的测试时间T；步骤二：在测试时间T内，利用所述人为延时D和所述初始幅值h进行继电器位置反馈实验，并记录相应的实际位移振荡曲线；步骤三：通过均值方法测量所述实际位移振荡曲线的振荡幅值a和振荡周期T′，其中T′＝2T_u，T_u为所述实际位移振荡曲线的振动半周期；步骤四：采用二阶模型作为伺服系统的模型，其待测模型参数为系统增益k和时间常数τ；根据继电位置反馈输入和输出信号的时域信息，计算出模型时间常数τ：$T_u=2(D+\tau )-\frac{{4\mathrm{\tau e}}^{D/\tau }}{e^{T_u/\tau }+1}---\left(1\right)$根据继电位置反馈输入和输出信号的时域信息，计算出模型辨识过程中的中间变量t₁：${\hat{t}}_1=\hat{\tau }\ln (2\hat{\tau }/(2D-T_u+2\hat{\tau }))---\left(2\right)$根据继电位置反馈输入和输出信号的时域信息，计算出系统增益k：$\hat{k}=\frac{a}{h({\hat{t}}_1-\hat{\tau }+\hat{\tau }{e}^{-{\hat{t}}_1/\hat{\tau }})}---\left(3\right)$将所述人为延时D及步骤三中测量出的所述振动幅值a及所述振动半周期T_u代入到公式（1）、公式（2）及公式（3），通过MATLAB精确地计算出被控伺服系统增益k和时间常数τ。