动态伺服系统基于滑模扩张状态观测器的复合控制方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104898550A

(43)申请公布日2015.09.09

(21)申请号CN201510221703.1

(22)申请日2015.05.05

(71)申请人北京航空航天大学

地址100191北京市海淀区学院路37号

(72)发明人熊少锋王卫红宋思扬刘正华

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

动态伺服系统基于滑模扩张状态观

测器的复合控制方法

(57)摘要

本发明公开了一种动态伺服系统基

于滑模扩张状态观测器(SMESO)的复合控

制方法，属于伺服系统控制范畴，涉及伺

服系统干扰估计补偿技术的改进和创新。

该复合控制策略采用比例控制和速度负反

馈去控制系统的线性部分，设计滑模扩张

状态观测器来实时估计系统的未建模特性

及各种摩擦并动态补偿，用跟踪微分器求

取被控对象的角速度信号。SMESO不同于

传统ESO的地方在于它引入了输出估计误

差的滑模切换项，使得干扰的估计误差进

一步收敛到0的一个更小邻域内，提高了

干扰的估计精度和补偿效率。本发明的优

点是：可以增强伺服系统的抗干扰能力和

鲁棒性，提高伺服系统跟踪速度信号时的

速度平稳度，算法简单，计算量小，易于

实施，适用于实时控制。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

未缴年费专利权终止IPC(主分

类):G05B19/18专利

2022-04-12号:ZL2015102217031申请专利权的终止

日权公告

日

权利要求说明书

1.一种基于滑模扩张状态观测器的动态伺服系统复合控制方法，其特征在

于：该复合控制策略采用滑模扩张状态观测器(SMESO)来估计系统中的总

扰动，该总扰动包括模型参数的不确定性及伺服系统受到的各

种摩擦。SMESO在传统的扩张状态观测器(ESO)的基础上引入了

滑模切换项，与传统的ESO相比，SMESO使得观测器的估计

误差进一步收敛到一个接近0的更小的区间内。SMESO可以获得关

于系统总扰动更精确的估计，因此对干扰的补偿更加彻底，伺服系

统的性能更高。

2.根据权利要求1所述的SMESO，其核心思想在于给传统的ESO中引入

了滑模切换项，使得观测器的估计误差收敛到一个更小的区间，获得对总扰

动更高精度的估计。虽然这里的SMESO采用了线性ESO的形式，

但是它对于非线性ESO同样适用。

说明书

p技术领域

本发明属于伺服系统控制范畴，涉及伺服系干扰估计和补偿策略的改进和创

新，特别是有效补偿快变摩擦提高速度平稳度的技术。

背景技术

在一般的伺服系统控制中，影响性能的不确定性因素主要有两个来源，一是

摩擦，它包括静摩擦，库仑摩擦和粘性摩擦，这是