超声波电机离散采样迭代学习逆控制

2021-01-15黄文文史敬灼

微电机 2020年12期

黄文文，宋璐，史敬灼

(河南科技大学电气工程学院，河南洛阳 471023)

0 引言

迭代学习控制(Iterative Learning Control，ILC)利用前次控制量和误差信息来提高当前控制性能的学习控制思想，使其在未知、不确定的重复扰动作用下，仍然能有良好的控制性能。迭代学习控制思想自提出以来，因其不同于传统控制策略的特点而被广泛关注。文献[1-2]尝试将迭代学习控制策略应用于超声波电机转速控制，表明迭代学习控制策略适用于超声波电机运动控制，但所得控制效果仍不够理想，有待进一步研究。

目前，超声波电机迭代学习控制系统普遍采用基于离散采样的数字实现方式[3-4]，其分析及设计方法均有别于定义在连续域上的传统迭代学习控制。无论是从理论分析还是从实际应用的角度来看，都有必要对离散采样形式的迭代学习控制方法进行研究，为超声波电机控制系统的设计提供理论基础和设计原则。

本文针对超声波电机转速控制需求，以离散采样的超声波电机控制系统为分析对象，基于数字控制思想，分别在时域和频域对离散采样ILC的动态特性进行分析，推导ILC控制过程单调收敛的判据，给出ILC控制器设计方法。基于推导结果，设计超声波电机离散ILC转速控制器，进行仿真分析和实验验证，进一步讨论了ILC控制律的学习收敛性质和控制性能。良好的控制效果表明，推导所得结论及控制器设计方法正确，所提超声波电机离散迭代学习逆控制策略有效。