一種隨動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交流隨動(dòng)控制系統(tǒng)，尤其涉及交流隨動(dòng)系統(tǒng)中負(fù)載轉(zhuǎn)矩的觀測(cè)和補(bǔ)償 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展，武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的跟蹤和抗擾動(dòng)的要求逐漸提高，例如 高炮武器在進(jìn)行射擊時(shí)，還需要進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，而設(shè)計(jì)沖擊力矩將會(huì)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的跟蹤精 度造成一定的影響，同時(shí)也要求隨動(dòng)系統(tǒng)在一定的擾動(dòng)力矩（負(fù)載轉(zhuǎn)矩）下，具有一定的跟 蹤精度。關(guān)于克服擾動(dòng)力矩提高隨動(dòng)系統(tǒng)精度，常用的方法一般是盡量增加隨動(dòng)系統(tǒng)的帶 寬和開環(huán)增益，在速度環(huán)控制器中增加積分環(huán)節(jié)來消除穩(wěn)態(tài)誤差。帶寬的增加受到系統(tǒng)時(shí) 間常數(shù)的限制是有限的，過大的開環(huán)增益會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性的下降，因此這種方法來提高 抗擾動(dòng)的能力是有限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種交流隨動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償 方法，根據(jù)隨動(dòng)系統(tǒng)的輸入和輸出觀測(cè)出系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并將觀測(cè)量補(bǔ)償?shù)诫S動(dòng)系統(tǒng)中， 來減小擾動(dòng)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)跟蹤精度的影響。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0005]第一步、讀取上一時(shí)刻k-Ι的電流環(huán)的電流給定值r(k-l)，以及當(dāng)前時(shí)刻k和上 一時(shí)刻k_l的電機(jī)轉(zhuǎn)速ω(k)和ω(k_l);
[0006]
，其中，!\〇〇和!^!^)分別為 其k時(shí)刻和k-Ι時(shí)刻的中間變量，Tk為速度環(huán)的采樣周期，時(shí)間常數(shù)為T。，力矩系數(shù)為κτ;
[0007] 第三步、計(jì)算k時(shí)刻的中間
，其中，J為折算到 電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，F(xiàn)為粘滯摩擦系數(shù)；
[0008] 第四步、計(jì)算k時(shí)刻的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值/；.(/〇=7；(々)-Γ:(/〇;
[0009] 第五步、讀取k時(shí)刻的速度調(diào)節(jié)器輸出ιιω (k)，并計(jì)算k時(shí)刻電流環(huán)的電流給定值
1實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值的補(bǔ)償。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：通過本發(fā)明的交流隨動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償方法，能 有效提高隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力，簡(jiǎn)化了速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)難度，并能提高隨動(dòng)系統(tǒng) 的精度。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。
[0012] 本發(fā)明設(shè)交流隨動(dòng)系統(tǒng)電流環(huán)可簡(jiǎn)化成慣性環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)為T。，設(shè)力矩系數(shù)為 Κτ，折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，粘滯摩擦系數(shù)為F，則實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和 補(bǔ)償方法的具體步驟為：
[0013] 第一步：讀取上一時(shí)刻（k-Ι時(shí)刻）的電流環(huán)的電流給定值r(k-l)，以及當(dāng)前時(shí)刻 (k時(shí)刻）和上一時(shí)刻（k-Ι時(shí)刻）電機(jī)的轉(zhuǎn)速ω(k)和ω(k-Ι);
[0014]
其中，?\為中間變量，1\〇〇和Tjk-i)分別為其k時(shí)刻和k-Ι時(shí)刻的值，1；為速度環(huán)的采樣周期；
[0015]
其中，τ2為中間變量，T2(k)為其k時(shí)刻的值；
[0016] 第四步：計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值/；. (Α·_) = 7；(/〇-7丨(幻，其中/：,(幻為k時(shí)刻的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 觀測(cè)值；
[0017] 第五步，讀取k時(shí)刻的速度調(diào)節(jié)器輸出ιιω (k)，并計(jì)算k時(shí)刻電流環(huán)的電流給定值
實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值的補(bǔ)償。
[0018] 本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)隨動(dòng)系統(tǒng)的電流環(huán)時(shí)間常數(shù)!；= 0.2ms，速度環(huán)的采樣周期 Tk=lms(0.001s)時(shí)，則實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償方法的具體步驟為：
[0019] 第一步：讀取上一時(shí)刻（k-Ι時(shí)刻）的電流環(huán)的電流給定值r(k-l)，以及當(dāng)前時(shí)刻 (k時(shí)刻）和上一時(shí)刻（k-Ι時(shí)刻）電機(jī)的轉(zhuǎn)速ω(k)和ω(k-Ι);
[0022] 第四步：計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)il'ii; (/〇 = 7;⑷-7:(/0 ;
[0023] 第五步，讀取k時(shí)刻的速度調(diào)節(jié)器輸出ιιω (k)，并計(jì)算k時(shí)刻電流環(huán)的電流給定值
，實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值的補(bǔ)償。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種隨動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償方法，其特征在于包括下述步驟： 第一步、讀取上一時(shí)刻k-Ι的電流環(huán)的電流給定值r(k-l)，以及當(dāng)前時(shí)刻k和上一時(shí) 亥1J k_l的電機(jī)轉(zhuǎn)速ω (k)和ω (k_l); 第二步、計(jì)算其中，T1GO和1'1(1^-1)分別為其k 時(shí)刻和k-Ι時(shí)刻的中間變量，Tk為速度環(huán)的采樣周期，時(shí)間常數(shù)為T。，力矩系數(shù)為Kt; 第三步、計(jì)算k時(shí)刻的中間變量其中，J為折算到電機(jī) 軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，F(xiàn)為粘滯摩擦系數(shù)； 第四步、計(jì)算k時(shí)刻的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值第五步、讀取k時(shí)刻的速度調(diào)節(jié)器輸出ιιω (k)，并計(jì)算k時(shí)刻電流環(huán)的電流給定值實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值的補(bǔ)償。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種隨動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)和補(bǔ)償方法，首先讀取上一時(shí)刻電流環(huán)的電流給定值，以及當(dāng)前時(shí)刻和上一時(shí)刻的電機(jī)轉(zhuǎn)速；然后計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值；得到速度調(diào)節(jié)器輸出和電流環(huán)的電流給定值，實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值的補(bǔ)償。本發(fā)明能有效提高隨動(dòng)系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力，簡(jiǎn)化了速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)難度，并能提高隨動(dòng)系統(tǒng)的精度。
【IPC分類】H02P29/40
【公開號(hào)】CN105356823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510725173
【發(fā)明人】李長(zhǎng)紅, 韓耀鵬, 邊黨偉, 楊波
【申請(qǐng)人】中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第二O二研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日