专利名称 ---【 电机控制系统中扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法 】

基本信息
申请号
CN202011144351.1
申请日
20201023
公开(公告)号
CN112367005A
公开(公告)日
20210212
申请(专利权)人
中国科学院光电技术研究所
申请人地址
610209 四川省成都市双流350信箱
发明人
宁宗祺;黄永梅;毛耀;陈兴龙; 专利类型 发明专利
摘要
本发明公开了一种电机控制系统中扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法。传统的闭环控制可以提高电机系统的响应速度和扰动抑制能力。但是,闭环控制系统的输出精度和稳定性容易受传感器噪声的影响。另外,当传感器噪声频率和控制带宽接近时,通过滤波器抑制噪声的方式会显著影响闭环系统的响应特性。针对这种情况,本发明提出了一种扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法。在不影响系统闭环响应特性的情况下,该发明可以对闭环带宽内的扰动和噪声进行有效的抑制。同时,可以通过改变方法中低通滤波器的带宽,方便的调节系统的扰动抑制能力和噪声抑制能力,使系统具有很高的工程适应性。
主权项
1.电机控制系统中扰动抑制和噪声抑制可调的闭环控制方法,其特征在于:包括:1)电机控制系统结构由控制处理器,功率放大器K,被控电机P和传感器H组成(由于P是由系统传感器所体现出的被控对象特性,因此H=1)。其中控制处理器中由两个反馈回路串联组成,一个回路由闭环校正函数C和虚拟被控对象Gn组成,用于校正系统的闭环响应特性;另一个回路由虚拟被控对象的逆 和低通滤波器Q组成,用于调节系统的扰动和噪声抑制能力;2)虚拟被控对象Gn的物理意义是将功率放大器K和被控电机P作为一个整体所建立的关于传递函数的数学模型,设G(s)=K(s)P(s)是真实的传递函数特性,则Gn的设计应尽量接近于G,如公式(1)所示:Gn(s)≈G(s) (1)3)信号r、y、d和n分别表示电机控制系统的输入信号、输出信号、外部扰动量和传感器噪声,电机控制系统的闭环响应能力Tyr(s)表示为:当Gn(s)≈G(s)时, 电机控制系统闭环响应特性和传统的闭环控制方法是相同的,并且始终不受控制系统中其它参数的影响;4)电机控制系统的扰动抑制能力Tyd(s)表示为:当Q(s)=1时,Tyd(s)=0|Q(s)=1,这说明当滤波器设计为常数1时,系统在全频段获得最好的扰动抑制能力;5)电机控制系统的噪声抑制能力Tyn(s)表示为:当Q(s)=0时,Tyn(s)=0|Q(s)=0,这说明当滤波器设计为常数0时,系统在全频段获得最好的传感器噪声抑制能力;6)考虑到噪声频段通常高于扰动频段,通过将Q(s)设计为一个低通滤波器,其在低频段的幅值为1,而在高频段的幅值为0,这样即可以在低频处实现扰动抑制,又能在高频处实现噪声抑制,并可通过改变滤波器的带宽来调节闭环系统的扰动和噪声抑制的能力。

 

IPC信息
IPC主分类号
H02P29/00

 

法律状态信息
法律状态公告日
20210212
法律状态
公开 法律状态信息
CN202011144351 20210212 公开 公开

 

代理信息
代理机构名称
北京科迪生专利代理有限责任公司 11251
代理人姓名
杨学明


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