[发明专利]基于Stop算子的超声波电机伺服控制系统对称滞回控制方法

说明书

本发明涉及一种基于Stop算子的超声波电机伺服控制系统对称滞回控制方法：提供一基座以及设于基座上的超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至一控制系统；所述控制系统建立在stop算子补偿控制器的基础上，所述stop算子补偿控制器以辨识误差最小为其调整函数，从而获得更好的输入输出控制效能。本发明不仅控制准确度高，而且结构简单、紧凑，使用效果好。

技术领域

本发明涉及一种基于Stop算子的超声波电机伺服控制系统对称滞回控制方法。

背景技术

现有的超声波电机伺服控制系统的设计中由于力矩输出处于合适状态时，其滞回具有对称性，对周期重复信号控制时有一定的误差。为了改善跟随性能，我们设计了基于stop算子对称补偿控制的超声波电机伺服控制系统。从实作结果中，我们发现系统的力矩速度关系基本是线性，故基于stop算子对称补偿控制能有效增进系统的控制效能，并进一步减少系统对于不确定性的影响程度，电机的力矩与速度控制可以获得较好的动态特性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于Stop算子的超声波电机伺服控制系统对称滞回控制方法，不仅控制准确度高，而且结构简单、紧凑，使用效果好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于Stop算子的超声波电机伺服控制系统对称滞回控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：提供一基座以及设于基座上的超声波电机，所述超声波电机一侧输出轴与光电编码器相连接，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连接，所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与力矩传感器相连接，所述光电编码器的信号输出端、所述力矩传感器的信号输出端分别接至一控制系统；

步骤S2：所述控制系统建立在stop算子补偿控制器的基础上，所述stop算子补偿控制器以辨识误差最小为其调整函数，从而获得更好的输入输出控制效能；所述控制系统的动态方程为：

其中A_p＝-B/J,B_P＝J/K_t＞0,C_P＝-1/J；B为阻尼系数，J为转动惯量，K_t为电流因子，T_f(v)为摩擦阻力力矩，T_L为负载力矩，U(t)是电机的输出力矩，θ_r(t)为通过光电编码器测量得到的位置信号。

进一步的，所述步骤S1中，所述控制系统包括超声波电机驱动控制电路，所述超声波电机驱动控制电路包括控制芯片电路和驱动芯片电路，所述光电编码器的信号输出端与所述控制芯片电路的相应输入端相连接，所述控制芯片电路的输出端与所述驱动芯片电路的相应输入端相连接，以驱动所述驱动芯片电路，所述驱动芯片电路的驱动频率调节信号输出端和驱动半桥电路调节信号输出端分别与所述超声波电机的相应输入端相连接，所述stop算子补偿控制器设置于所述控制芯片电路中。

进一步的，所述步骤S1中，所述联轴器为弹性联轴器。

进一步的，所述步骤S1中，所述超声波电机、光电编码器、力矩传感器分别经超声波电机固定支架、光电编码器固定支架、力矩传感器固定支架固定于所述基座上。

进一步的，所述步骤S2中，电机力矩-速度特性的滞回具有对称性，为了减少此现象造成的影响同时减少运算量，使用stop算子对称滞回补偿对其进行控制：停止操作符的输出是它临界值s和输入v(t)的函数，输入v(t)∈C[0，T]的stop算子输出可以表示为：

E_s[v](0)＝e_s(v(0))