[发明专利]一种能克服传动间隙非线性的双环自抗扰控制器

摘要

本发明一种能够克服传动间隙非线性的双环自抗扰控制器，所述控制器包括外环自抗扰控制器和内环自抗扰控制器；内环自抗扰控制器采用电机速度反馈，参考信号为外环自抗扰控制器中的ESO输出的速度信号与传动比的乘积；外环自抗扰控制器采用负载位置反馈，参考信号为设定的期望负载位置；将外环自抗扰控制器的输出控制量u1与内环自抗扰控制器的输出控制量u2相加作为被控对象的控制量；由此实现双环自抗扰控制器。本发明引入内环自抗扰控制器，内环自抗扰控制器的控制目标是使驱动与从动部分的速度同步，经过内环自抗扰控制器处理之后，被控对象呈现近似刚性的特性，这时再用外环自抗扰控制器控制负载的位置，可以实现很好的控制效果。

主权项

一种能够克服传动间隙非线性的双环自抗扰控制器，其特征在于，所述控制器包括外环自抗扰控制器和内环自抗扰控制器；内环自抗扰控制器采用电机速度反馈，参考信号为外环自抗扰控制器中的ESO输出的速度信号与传动比的乘积；外环自抗扰控制器采用负载位置反馈，参考信号为设定的期望负载位置；将外环自抗扰控制器的输出控制量u1与内环自抗扰控制器的输出控制量u2相加作为被控对象的控制量；所述内环自抗扰控制器的控制式如下所示：其中，u2为内环自抗扰控制器的输出控制量，ωcm为内环控制器带宽，gr为被控对象中电机到负载的传动比，θL和分别为被控对象中负载的位置和速度，θM和分别为被控对象中电机的位置和速度；所述内环自抗扰控制器上扩张状态观测器ESO的输入量为两个，其中一个为u1与u2的叠加，另一个为被控对象中电机的速度，则其中，b0m为预先设定的接近于bm的常数，k,c为常数，JM为被控对象中电机转动惯量；所述外环自抗扰控制器的控制式如下所示，为：其中，u1为外环自抗扰控制器的输出控制量；所述外环自抗扰控制器上扩张状态观测器的输入量为两个，其中一个为u1，另一个为被控对象中负载的位置，则其中，b0l为预先设定的接近bl的常数，JL为被控对象中负载转动惯量，其中，ωcl为外环控制器带宽，r为负载的参考输入，为观测器观测的负载的位置，为观测器观测的负载的速度，为观测器观测的负载的加速度。