(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211227272.6 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 苏州金钥匙自动化设备有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太 仓市太仓港 经济技术开 发区北环路16号港城广场 3号楼1103-06室 (72)发明人 王徐娇　罗成　 (74)专利代理 机构 嘉兴华实知识产权代理事务 所(普通合伙) 33484 专利代理师 孙艳 (51)Int.Cl. G05B 11/42(2006.01) G06F 30/27(2020.01) H02P 29/00(2016.01) (54)发明名称 基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控 制系统 (57)摘要 本发明公开了基于改进play算子电机伺服 控制的迟滞控制系统， 包括电机伺服控制 系统与 迟滞控制系统， 所述电机伺服控制系统包括有反 馈模块、 电源模块、 复位模块、 电机驱动模块及控 制模块， 所述迟滞控制系统包括有神经网络控制 模块及自适应控制模块， 所述反馈模块用现有的 信息、 模型、 运算结果来指导将来优化参数后能 产生出的增益效果， 所述电源模块用来提供电 源， 在电机伺服控制系统中； 本发明与传统电机 伺服控制 系统迟滞控制系统相比， 通过改进play 算子进行补偿 迟滞的功能， 达到了提升迟滞控制 系统对迟滞的精确性及减少迟滞控制系统对于 不确定性的影响程度， 提高play算子的精确度， 达到了补偿迟滞控制的效果。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115509119 A 2022.12.23 CN 115509119 A 1.基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在于： 包括电机伺服控制 系统与迟滞控制系统， 所述电机伺服控制系统包括有反馈模块、 电源模块、 复位模块、 电机 驱动模块及控制模块， 所述迟滞控制系统包括有神经网络控制模块及自适应控制模块， 所 述反馈模块用现有的信息、 模型、 运算结果来指导将来优化参数后能产生出的增益效果， 所 述电源模块用来提供电源， 在电机伺服控制系统中， 所述电源模块能为伺服电机、 系统控制 器、 集成电路、 模拟 负载及存 储器供电。 2.根据权利要求1所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述反馈模块包括有 脉冲比较、 相位比较及幅值比较， 所述脉冲比较是脉冲信号进行脉 冲比较法进行对比， 脉冲是用来实现电机伺服控制系统中的定位控制， 伺服电机控制系统 控制伺服电机接收脉冲信号， 旋转一个脉冲位置， 从而实现伺服电机的位移， 所述脉冲比较 能实现控制电机旋转角度， 定位精度达到0.001mm， 所述相位比较是对于信号波周期性变化 量度用一种间接的频率测量方法标注信号的相位关系， 然后通过两频率源间的相位差随时 间的变化情况， 换算出被测频率源的频率稳定度和准确度， 所述幅值比较是在信号相位基 础上感应电压的幅度实现对目标信号波方位 值的测量。 3.根据权利要求2所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述复位模块包括有设置PID参数、 设置轨迹参数、 轨迹运行完成及新的运动， 所述设置 PID参数通过控制系统误差利用比例、 积分、 微分计算出控制量进 行控制， 在调节设置PID参 数前需要 先设定PID采样周期， 如伺服电机的速度， 所述设置轨迹参数是伺服电机运动三 维 建模的参数值变化量， 通过系统控制扫描伺服电机运动位置进行三维建模， 通过设置不同 轨迹参数值的变量， 创建伺服电机复杂而有规律是轨迹曲面， 实现精准度控制轨迹运行， 所 述轨迹运行完成是通过计算机模拟轨迹运行仿 真数据进行实体轨迹追踪， 所述新的运动通 过系统调控所述设置PID参数与所述轨迹参数， 把数字信号转化为波形信号控制伺服电机 系统实现新的轨 迹运动。 4.根据权利要求1所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述电机驱动模块包括有控制器、 速度传感器、 mBUS 接口、 D/A信息转化、 信息存储及PWM 驱动电路， 所述控制器通过控制伺服电机按照设定参数的方向、 速度、 角度及时间进 行工作 的集成电路， 对于伺服电机驱动控制器采用计算机编程语言， 通过编程代码的输入、 输出指 令控制伺服电机驱动， 所述速度传感器是指伺服电机旋转的转速转化为能量输出的传感 器， 通常转速传感器把接 收的信号进行计算机转换成模拟信号和数字信号， 所测得 的转速 误差极小， 传感器输出信号与伺服电机转速频率相关的脉冲信号， 便于测速及位移检测功 能， 所述mBUS接口是连接电源模块与控制系统模块的总线结构， 它是经由两条无极性传输 线实现供电与传输数据的功能， 把控制器中心发出的数据执行数据交换， 所述mBUS接口的 数据交换后， 对于数据进行数据转换， 所述D/A信息转化就是把模拟信号转换成数字信号， 所述存储信息就是利用计算机把获得的数字信号进行数据保存， 所述PWM驱动电路指伺服 电机脉冲宽度变调电路， 其作用将输入电压的振幅转换成宽度一定的脉冲信号。 5.根据权利要求3所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述控制模块包括有速度控制、 位置控制及转矩控制， 所述控制模块是通过位置、 速度 和力矩三种 方式对伺服马达进行控制， 实现高精度的传动系统定位， 所述速度控制与所述 转矩控制是用模拟信号的模拟量进行控制， 而所述 位置控制是通过 脉冲信号进行控制。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115509119 A 26.根据权利要求1所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述神经网络控制模块包括有输入play算子、 变换算子信息、 建立数学模型、 改进play 算子及play算子仿真运行， 所述神经网络控制模块是在 控制系统中利用神经网络技术对于 非线性play算子进行建模、 计算及分析， 所述输入play算子是用于建立play算子迟滞模 型， 一般采用公式如下y(t)＝p •max{u(t) ‑r,min{u(t)+ηr,y(t ‑t)}}， y(t)为算子在t时刻的输 出位移， u(t)为算子在t时刻的输入电压， p为权重系数， r为阈值， t为相邻时刻点输入电压 的时间间隔， η为阈值修正系数， max为求最大值， min为求最小值， 所述变换算子信息及时在 所述迟滞控制系统接收反馈信息后， 对于play算子的改进运算方式， 将原有的play算子的 形态进行机器学习 得到新的形态， 所述建立数学模型通过计算机代码编辑语言实现， 所述 play算子仿 真运行是把计算机编程后新的形态进 行模拟信号的执行， 得出信号对比是否比 原play算子运行的补偿迟滞精准度高。 7.根据权利要求1所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述自适应控制模块包括有建立模 型、 数据库对比及自动调节参数控制， 所述自适应控 制模块根据控制的所述电机伺服系统参数及变化， 自动进行计算机网络调整控制器参数， 用来获取更高效性能的自动控制方法， 所述建立模型是用于计算机对于控制对象的参数进 行数据处理、 分析、 模拟信号转化而建立的数学模型、 物理模型， 对于控制对象调控的参数 进行运算与数据库历史数据进 行对比迟滞补偿效果的增益程度， 所述数据库对比是把历史 所述电机伺服控制系统采集、 存储的数据作为 目标文件进行信息对比， 所述自动调节参数 控制利用智能化计算机的建立模型的数据反馈控制所述电机伺服控制系统。 8.根据权利要求1所述的基于改进play算子电机伺服控制的迟滞控制系统， 其特征在 于： 所述改进play算子具体的改进步骤如下： A1、 首先确定所述电机伺服控制系统迟滞控制系统中使用的play算子的方向及模板； A2、 然后把常规的play算子进行神经网络技术运算， 通过建立神经网络迟滞模型利用 计算机运 算出结果， 对比运 算结果； A3、 用多个非线性函数改进play算子中部分线性函数， 选取阈值带入仿真模型， 确保 改 进play算子个数， 提高模型精确度， 达 到补偿迟滞效果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115509119 A 3