上海交通大學孟義軒獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海交通大學申請的專利智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116088310B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310034518.6,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法及系統是由孟義軒;朱利民;李琳琳;王湘元;黃維維設計研發完成,并于2023-01-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提供了一種智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法及系統,包括:將快刀伺服系統加工過程中的模型不確定性和外部干擾視作一個整體的集總擾動dt,進行估計和補償;設計相應的雙環高帶寬控制器,應用正加速度?速度?位置反饋阻尼控制器;設計基于庫普曼算子理論的在線智能誤差預測與前饋補償模塊,進行在線參考軌跡修正;基于庫普曼算子理論的數據驅動方法能夠在線預測閉環系統的輸出,通過將參考輸入和預測得到的輸出做差得到估計的跟蹤誤差,通過參考軌跡修正的方式在線實現前饋補償。本發明通過采用設計擾動觀測器的結構,解決了在快刀伺服加工過程中抵抗系統自身內部不確定性及外部干擾所共同組成的集總擾動的問題。
本發明授權智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種智能誤差預測與前饋補償的魯棒高帶寬控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟: 步驟S1:魯棒擾動觀測器將快刀伺服系統加工過程中系統內部的模型不確定性和外部干擾視作一個整體的集總擾動dt,進行估計和補償; 步驟S2:設計相應的雙環高帶寬控制器,在內環中,應用正加速度-速度-位置反饋阻尼控制器; 步驟S3:設計基于庫普曼算子理論的在線智能誤差預測與前饋補償模塊,進行在線參考軌跡修正; 步驟S4:基于庫普曼算子理論的數據驅動方法能夠在線預測閉環系統的輸出,通過將參考輸入和預測得到的輸出做差得到估計的跟蹤誤差,通過參考軌跡修正的方式在線實現前饋補償; 所述步驟S1中的快刀伺服系統的驅動模式為壓電驅動或者法應力電磁驅動,系統整體在拉普拉斯連續域中由以下三階模型描述: 其中,a3,a2,a1,a0,b2,b1,b0為系統模型的參數;該三階模型為非最小相位系統,對該三階模型進行微小的修正使其成為最小相位系統: 設計相應的低通濾波器Qs使得Pn -1sQs是物理上能夠實現的,采用二階低通濾波器: 其中τ為決定低通濾波器帶寬的參數,對其進行調優以實現觀測器擾動抑制性能和穩定性之間的折中;系統的集總擾動被估計為并使用控制的方法進行補償; 所述步驟S2中正加速度-速度-位置反饋阻尼控制器的表達式為: 該阻尼控制器共有5個能夠用于調節的參數,β2,β1,β0,ξ,ωp,能夠任意配置5個系統極點的期望位置;在外環中,應用高增益比例-積分跟蹤控制器,其表達式為: 其中,kp和ki為比例增益和積分增益;內環阻尼控制器和外環跟蹤控制器的參數能夠使用智能進化算法進行同步調優以最大化控制帶寬。
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