[发明专利]用于双Y型无刷直流电动舵机的灰色滑模控制方法及装置

摘要

本发明提供了一种用于双Y型无刷直流电动舵机的灰色滑模控制方法及装置，舵机驱动控制器接收舵面位置给定信号以及舵面位置反馈信号，经过滑模控制方法解算，驱动双Y型绕组无刷直流电机工作，力矩通过传动齿轮组施加在受控舵面，使舵面按照给定的舵面位置信号进行动作。本发明平衡电机两套绕组电流，解决力纷争问题，同时提高舵系统的可靠性。

主权项

1.一种用于双Y型无刷直流电动舵机的灰色滑模控制方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，控制器分别采集电机转速ω_r、电机绕组1电流反馈信号i₁及电机绕组2电流反馈信号i₂；第二步，经速度观测器：ω^·r=CT1Ji1+CT2Ji2-1JT^L-BJω^r+c1(ωr-ω^r)T^·L=c2(ωr-ω^r)]]>得电机转速微分和转矩观测值微分其中，C_T1为电机绕组1转矩常数，C_T2为电机绕组2转矩常数，J为电机转动惯量，为负载力矩观测值，为电机转速观测值，c₁为观测器系数，0＜c₁＜100000，c₂为观测器系数，-50000＜c₁＜0；第三步，计算观测的电机位置第四步，建立灰色模型GM(1,1)：x⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝b；得出系统相应的白化方程为：其中，参数-a为发展系数，参数b为灰色作用量；连续采集t-4,...,t时刻计算观测的电机位置构成非负序列X(0)=(θ^(t-4),θ^(t-3),θ^(t-2),θ^(t-1),θ^(t));]]>X⁽⁰⁾的1-AGO序列为：X⁽¹⁾＝(x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),x⁽¹⁾(3),x⁽¹⁾(4),x⁽¹⁾(5))；其中，x(1)(k)=Σi=t-4t-5+kθ(0)(i)]]>k＝1,2.,.；第五步，计算X⁽¹⁾的近邻均值生成序列：Z⁽¹⁾＝(z⁽¹⁾(2),z⁽¹⁾(3),z⁽¹⁾(4),z⁽¹⁾(5))，其中，z(1)(k)=12(x(1)(k)+x(1)(k-1)),]]>k＝2,…,5；第六步，计算中间矩阵Y，B^TY＝[θ(t-3),θ(t-2),θ(t-1),θ(t)]^TBT=-z(1)(2)-z(1)(3-z(1)(4)-z(1)(5)1111]]>则灰色系统GM(1,1)的参数为：[a,b]^T＝(B^TB)^-1B^TY；第七步，计算舵机系统t+1时刻舵面位置第八步，控制器接收给定舵面位置θ_gv；第九步，计算舵面位置误差第十步，建立滑模线其中，为对舵面位置误差的e一次微分；c为误差系数，0＜c＜10；第十一步，采集电机角速度ω，计算速度给定ω_gv，其中：ωgv=[Jcθ·gv-Jcω+Jθ··gv+Bω+TL+Jξsgn(s)+Jks]/KT]]>式中：J为负载转动惯量，为对给定舵面位置的一次微分，为给定舵面位置的二次微分，B为粘滞系数，T_L为负载转矩，K_T为绕组平均转矩系数，ξ＞0,k＞0；第十二步，计算速度误差信号e_ω＝ω_gv-ω；第十三步，进行速度环PID控制，PID输出作为电流环给定；第十四步，计算均流电流给定，i^1=i^/2i^2=i^/2;]]>第十五步，计算电流误差信号及第十六步，进行均流环PID控制，驱动双余度无刷直流电机工作；转至第一步。