基于最小二乘估计的电机测速算法研究 research of a motor speed measurement method based on least-square estimation.pdfVIP

基于最小二乘估计的电机测速算法研究木 of MethodBased ResearchAMotor Measurement Speed on Estimation Least·square 陶 刚 刘 佳 熊振华 丁 汉 (上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室，上海200嗍) 摘 要：介绍了一种具有速度预估特性的近似最小二乘测速算法。从频率特性分析的角度阐述了该算法 在低精度编码器下测速的优势与不足，并通过合理选择拟合点数、设计低通滤波器，改善了测速总模块的频率 特性。实验表明，改进后的测试法可应用于低精度编码器下作速度测量，并具有良好的测速表现。 关键词：电机测速 最小二乘估计 频率特性分析 低通滤波器 DOI：10．3969／j．issn．1007—080x．2013．01．001 motor measurementmethod is Abstract：A speed usingleast·squarealgorithm underlowlineencoderis as performance shown，throughfrequeney—response suitable numberand filter，are to the choosing fit-point designinglow—pass proposedimproveperformance． results itsbetter Experimentalprove performance． measurement filter words：motor Key speed least·-squarealgorithmfrequency·-responseanalysislow·-pass 0 引 言 M／T法H1和基于动态拟合的近似最小二乘估计算 在电机速度闭环控制中，速度测量的准确程度对 法H1都采用了一种动态测速点选取的思想，能根据速 控制性能影响很大。如何运用低精度传感器(甚至无 度值大小自动选择合适的测速点；但前者低速下的测 传感器元件)获得较理想的测速效果一直是研究热 速能力较差，后者的测速精度不够理想。另外，基于 点。目前常用的测速方法中，M法由于计算的脉冲增 量与时间增量不准确对应，因此存在测速分辨率问 用到电机模型的状态空间方程，算法中不仅要知道电 题；T法取跨度k等于1，因此编码器的脉冲生成误差机的相关参数，而且有大量矩阵运算，实际应用面受 de 对测速影响较大¨1。“M法+低通滤波器”【2o能在一 到限制；Cristian Angelo等人根据电机的纯电磁理 定程度上减缓M法造成的速度波动，但测得的速度 论推导出了求角速度的公式1，思路新颖，但算法复 波形会出现一定程度的幅值缩小和相位滞后。滑动 杂。本文介绍了基于动态拟合的近似最小二乘估计 (MSVMS201102)。 作者简介：陶 刚 1987年生，硕士研究生。研究方向为伺服运动控制。 刘 佳 1983年生。博士研究生。研究方向为伺服运动控制。 熊振华 1974年生，教授，博士生导师。研究方向为伺服运动控制和先进电子制造。