[发明专利]带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器

摘要

本发明公开了一种带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器。用于改善电机伺服系统的输出跟踪精度与快速响应，特别适用于要求精度高、响应快速的精密电机伺服系统。本发明包括参数自适应调整模块、动态摩擦补偿器与鲁棒控制模块。采用由LuGre动态摩擦模型Lipschitz系数构造出的摩擦模型逼近器，通过摩擦逼近器参数的自适应调整，实现摩擦力值的在线估计，并据此进行摩擦补偿，以克服摩擦力对伺服系统的输出跟踪精度与快速响应的不利影响。控制器采用鲁棒控制律，保证伺服系统具有足够的抗扰动能力。由于该控制器能实现快速而准确的摩擦补偿，并能有效地抑制外部扰动的影响，因此能大大改善伺服系统的输出跟踪精度与快速响应。

主权项

1.一种带有动态摩擦补偿的伺服系统自适应鲁棒控制器，其特征在于：包括参数自适应调整模块、动态摩擦补偿器、鲁棒控制模块、加法器与减法器；其中，所述参数自适应调整模块包括回归向量产生模块和自适应律模块；所述减法器，用期望位置x_1d减去被控对象位置的测量值x₁，得到跟踪误差e₁，将其发送给参数自适应调整模块和鲁棒控制模块；所述参数自适应调整模块，用于在线调整动态摩擦补偿器的参数；其中，所述回归向量产生模块，用于根据被控对象转速的测量值x₂与动态摩擦补偿器输出的摩擦补偿量u_a，实时地计算出由LuGre动态摩擦模型Lipschitz系数构造的回归向量所述自适应律模块，用于根据回归向量产生模块给出的回归向量以及所述跟踪误差e₁，实时计算含有投影算子的自适应律，利用该自适应律在线调整动态摩擦补偿器参数，将调整后的动态摩擦补偿器参数发给所述动态摩擦补偿器；所述动态摩擦补偿器，用于根据所述动态摩擦补偿器参数和测得的被控对象转速x₂，实时计算摩擦补偿量μ_a，并发送给加法器和参数自适应调整模块；所述鲁棒控制模块，用于根据所述跟踪误差e₁获得鲁棒控制量u_s；所述加法器，用于将摩擦补偿量u_a和鲁棒控制量u_s相加，得到总控制量，发送给被控对象；