[发明专利]一种连续回转电液伺服马达参数辨识方法

权利要求书

1.一种连续回转电液伺服马达参数辨识方法，其特征在于：求t时刻的参数估计，用t-1时刻的参数估计、t时刻与t-1时刻的误差、t-1时刻的状态估计、t-1时刻的步长，具体包括以下辨识步骤：

步骤一：建立闭环系统状态空间表达式：

其中：t为某一时刻，x(t)为t时刻系统状态向量；u(t)为系统输入向量；y(t)为系统输出向量；

改写状态空间模型如下：

其中：v(t)为噪声向量，这里假设v(t)为随机高斯白噪声矩阵序列，

θ(t)＝[a₁(t) a₂(t) a₃(t) a₄(t) a₅(t) 0 0 0 0 a₁(t)]^T。

步骤二：采用基于卡尔曼滤波算法进行系统状态估计，选择代替x(t)，得到状态向量估计的更新公式：

其中，L(t)是待定义的增益向量；u(t)和y(t)分别是系统的输入向量和输出向量；和是公式(1)中A和B的参数估计矩阵和参数估计向量，C是公式(1)中的参数估计向量。

系统的参数估计向量为：

状态变量的估计为：

估计参数向量为：

步骤三：定义增益向量如下：

式中，P(t)是协方差矩阵。

步骤四：梯度向量平滑处理更新公式如下：

g(t)＝αg(t-1)+(1-α)e(t-1)u(t-1) (6)

式中，g(t)称为梯度向量的平滑；α称为平滑参数，取值一般接近于1。

步骤五：步长迭代更新公式如下：

式中，β为常数，其取值范围为0<β<1。

步骤六：待估计的参数向量更新公式为：

。

2.根据权利要求1所述的一种连续回转电液伺服马达参数辨识方法，其特征在于：步骤一所述的参数为伺服阀固有频率ω_sv；伺服阀的阻尼比为ξ_sv；系统固有频率为ω_h；液压阻尼比为ξ_h；K为系统增益。

具体辨识步骤如下：

1)采集实验数据并对输入和输出数据进行预处理；

2)在考虑噪声信号的基础上，建立起规范型的状态空间方程，同时给出状态矩阵和参数矩阵；

3)给定p₀＝10⁶和单位矩阵I_n，确定初值P(1)＝p₀I_n，得出一组参数向量和状态向量的值，确定一组初始参数和

4)给定初始值g(1)、μ(1)，取α＝0.99，β＝0.72，用于更新迭代步长μ(t-1)；

5)更新参数向量：确定和

6)计算L(t)和P(t)，更新

7)计算

8)给出辨识模型结果与实际输出结果的相对误差范围δ，根据最小均方误差准则条件判断E{e²(t+1)}＝E{[d(t+1)-y(t+1)]²}≤δ；

9)若E{e²(t+1)}＝E{[d(t+1)-y(t+1)]²}≤δ不成立，则返回4)；若成立，则θ*＝θ(t)，运算结束。