一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法
【专利摘要】一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法，它有四大步骤：步骤一、伺服电机系统模型分析及建模；步骤二、伺服电机系统延时观测器设计；步骤三、跟踪性能检验与参数调节；步骤四、设计结束。采用这种状态观测方法，可以消除延迟输出和测量噪声的影响，并且不需要速度传感器便可以得到系统的全状态信息，更方便在工程实践中应用。本发明设计的观测器，通过李雅普诺夫-拉祖米欣定理来分析观测误差的收敛性。此外，通过数字仿真，验证了所发明的观测器的有效性。
【专利说明】一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法，它是针对伺服电机系统，给出一种伺服电机的基于延时观测器的状态观测方法，用于观测伺服电机系统的状态信息，属于自动控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]伺服电机是一种控制电机，它可以把输入的电压信号变换为电机轴上的角速度和角位移。伺服电机又分为直流和交流两大类:直流伺服电机通常用于大功率控制系统，交流伺服电机用脉宽调制(PwM)信号来控制，通常用于小功率系统。伺服系统的传感器有许多种，在现代数字式伺服系统中，最常用的是轴角编码器，又称码盘。在伺服系统中，系统的设定值与从传感器反馈回来的测量信号相减，形成误差信号；控制器根据这个误差信号，以一定的算法产生出控制电机的信号
[0003]传统控制方法没有考虑伺服电机系统转角传感器的测量延时输出和测量噪声，并且速度反馈信号不可测。在这种技术背景下，本发明针对伺服电机系统，给出了一种基于时变延迟观测器的状态观测方法，用于观测伺服电机的全状态信息。采用这种控制可以消除延迟输出和噪声的影响，并且不需要速度传感器便可以得到系统的全状态信息，更方便在工程实践中应用。
【发明内容】
[0004]1.发明目的
[0005]针对以上所提到的问题，本发明的目的是提供一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法，该观测方法能够根据伺服电机的数学模型和测量输出，来重构出伺服电机在当前时刻的状态信息，从而实现对系统状态的观测。
[0006]2.技术方案
[0007]本发明的设计思想是:针对伺服电机系统，设计延时观测器，克服角位置信号延时，并得出伺服电机系统的转角，速度和加速度等信息，从而消除时变测量延迟和噪声对系统的影响。图2为本发明实施步骤流程图，其具体方法步骤如下:
[0008]步骤一:伺服电机系统模型分析及建模:
[0009]伺服电机系统采用负反馈的控制结构，输出量为伺服电机系统转角；
[0010]伺服电机系统传递函数描述如下:
【权利要求】
1.一种具有时变测量延迟输出和噪声的伺服电机的状态观测方法，其特征在于:该方法具体步骤如下: 步骤一:伺服电机系统模型分析及建模: 伺服电机系统采用负反馈的控制结构，输出量为伺服电机系统转角； 伺服电机系统传递函数描述如下:
【文档编号】H02P21/14GK104038132SQ201410260578
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】陈彦桥, 贺庆, 刘金琨 申请人:国电科学技术研究院