基于继电反馈的伺服系统控制方法

摘要

一种运动控制技术领域的基于继电反馈的伺服系统控制方法，使用初始幅值的继电器第一次控制伺服系统，得到初始运动时间后的转速；根据第一次运动信息，得到对应于转速上下限的继电器幅值，并以此幅值分别对伺服系统进行继电器加延时的第二次和第三次运动控制，得到稳定的响应振幅和周期；根据第二、三次的运动信息，辨识系统模型参数和干摩擦力大小；基于辨识的参数，进行控制参数优化和干摩擦力前馈补偿。本发明能快速优化控制器参数，实现对摩擦力的有效补偿，从而提高对伺服系统的控制精度。

主权项

一种基于继电反馈的伺服系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，设置伺服系统为力矩控制模式，并设定伺服系统的运行速度上限ωu、伺服系统的运动速度下限ωl，继电器的延时d、初始幅值h0以及初始运动时间t0；步骤二，在初始运动时间t0内，利用初始幅值为h0的继电器对伺服系统进行第一次运动控制，得到伺服系统在第一次运动控制结束时刻的转速ω0；步骤三，给伺服系统一个脉冲命令使伺服系统微动，在继电器的延时d内，利用第二次幅值为hu的继电器对伺服系统进行第二次运动控制，使伺服系统得到稳定的振荡，并记录该振荡中的响应幅值au和响应周期tu；步骤四，给伺服系统一个脉冲命令使伺服系统微动，在继电器的延时d内，利用第三次幅值为hl的继电器对伺服系统进行第三次运动控制，使伺服系统得到稳定的振荡，并记录该振荡中的响应幅值al和响应周期tl；步骤五，使用一阶模型近似伺服系统的速度响应，并使用库仑摩擦加粘滞摩擦力模型来近似伺服系统的摩擦力干扰，从而得到伺服系统的模型参数，即：时间常数τ、静态增益k和静摩擦力f；步骤六，根据已辨识的模型参数，利用极点配置法或幅相裕度法等现有的PID参数设计原则优化PID控制参数，并在控制器中增加前馈项，利用干摩擦力辨识参数进行摩擦力补偿。