【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于控制，具体涉及一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法。
技术介绍
1、伺服系统控制方法是伺服系统实现对指令高性能跟踪的核心。现有的伺服系统控制方法一般从改进反馈控制器的思路来增强伺服系统的跟踪性能。然而由于反馈控制器固有延迟特性的存在，现有方法在跟踪速度和超调量之间的矛盾无法避免。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，包括如下步骤：1、获取当前时刻的指令信号；2、获取当前时刻的反馈信号；3、获取上一时刻卡尔曼滤波器的两路输出信号；4、利用卡尔曼滤波器对指令信号进行滤波，得到滤波后的指令信号以及指令信号的微分；5、利用滤波后的指令信号和指令信号的微分计算新的指令信号；6、利用新的指令信号和反馈信号计算跟踪误差；7、利用跟踪误差计算控制器的输出。本专利技术克服了反馈控制器本身固有的延迟，具有更好的指令跟踪性能。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、步骤1：获取当前时刻t＝kts时的指令信号s(k)，其中ts为控制周期的时长，k为时刻的序号，取值范围为k＝1,2,3…，s(k)为t＝kts时刻的指令信号；
4、步骤2：获取当前时刻t＝kts时的反馈信号f(k)；
5、步骤3：获取上一时刻卡尔曼滤波器的两路输出信号，分别为滤波后的指令信号x1(k-1)和v1(k-1)；
6、当k＝1时，不存在上一时刻信号，此时令x1(k-1)＝0，v1(k
7、获取上一时刻的更新矩阵p(k-1),当k＝1时，不存在上一时刻的更新矩阵，此时令：
8、
9、步骤4：使用卡尔曼滤波器对所获取的指令信号s(k)进行滤波，并输出滤波后的指令信号x1(k)和指令信号的微分v1(k)；
10、步骤5：利用滤波后的指令信号x1(k)和指令信号的微分v1(k)计算新的指令信号s′(k)；
11、步骤6：利用s′(k)和反馈信号f(k)计算跟踪误差e(k)；
12、步骤7：以e(k)为输入，利用控制器计算控制量u(k)。
13、进一步地，所述卡尔曼滤波器包括如下步骤：
14、步骤4-1：按照下式计算辅助矩阵q：
15、q＝f p(k-1)ft
16、其中，ft为矩阵f的转置；
17、步骤4-2：按照下式计算辅助变量y：
18、
19、其中h＝[1 0]；
20、步骤4-3：按照下式计算辅助矩阵k为：
21、k＝qht(hqht+1)-1
22、其中，(hqht+1)-1为(hqht+1)的逆；
23、步骤4-4：按照下式计算卡尔曼滤波器的输出x1(k)、v1(k)为：
24、
25、进一步地，新的指令信号s′k(k)按照下式计算：
26、s′(k)＝x1(k)+ksv1(k)。
27、进一步地，跟踪误差e(k)按照下式计算：
28、e(k)＝s′(k)-f(k)。
29、本专利技术的有益效果如下：
30、(1)不同于现有方法对反馈控制器进行改进，本专利技术所提供的方法基于卡尔曼滤波构建新的指令信号，克服了反馈控制器本身固有的延迟，具有更好的指令跟踪性能。
31、(2)使用卡尔曼滤波对指令信号的微分进行估计，具有更好的平滑性。
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1.一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波器包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，新的指令信号s′k(k)按照下式计算：
4.根据权利要求3所述的一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，跟踪误差e(k)按照下式计算：
【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的伺服系统控制方法，其特征在于，所述卡尔曼滤波器包括如下步骤：
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁润泽，韦悠，徐宏斌，顾广鑫，母勇民，黎玉刚，杨天浩，孙欣欣，杨静，闫锋，薛喆，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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