CN112198795B - 机电伺服控制方法、系统、终端设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机电伺服控制技术领域，提供一种机电伺服控制方法、系统、终端设备及存储介质，该机电伺服控制方法包括：获取被控对象的控制数据，其中，控制数据包括观测输出量，基于预设的运动参数和控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，滑动模态调节滑模控制量，通过观测输出量和滑模控制量输出反馈控制结果，以通过反馈控制结果调节电机的干扰补偿，即通过滑动模态调节滑模控制量，使得在存在突变或快速变化干扰的条件下，能根据被控对象自动生成相应的滑动模态，以使滑动模态灵活调节滑模控制量，进而增强了对干扰估计的快速响应特性，并且提升了伺服控制精度。

Description

机电伺服控制方法、系统、终端设备及存储介质

技术领域

本发明属于机电伺服控制技术领域，尤其涉及一种机电伺服控制方法、系统、终端设备及存储介质。

背景技术

在机电伺服系统中，为了取得高精度控制性能，往往需要对系统中的内源、外源干扰进行估计和补偿。传统的基于干扰观测器的控制方法能够在线性和非线性的控制系统中实现对干扰的估计，并实现干扰补偿，从而提高系统的控制性能。然而，尽管干扰观测器能够在经过一定调整时间之后的稳态下对干扰进行准确的观测，对于突变或者快速变化的干扰的估计和补偿效果则很有限。为了提高对突变或者快速变化干扰的观测与补偿性能，将滑模控制与干扰观测器相结合的滑模辅助干扰观测器则具有更好的效果。然而，滑模控制部分的切换增益设计始终是一个难题。当切换增益设置过大时系统会有严重的抖振现象，很难实际应用；而切换增益如果设置得过小则难以保证滑动模态的存在性，无法实现对干扰精确估计和补偿的目的。参数自适应方法能够在一定程度上解决切换增益的确定问题。然而，现有自适应滑模方法同样需要调节过程，无法满足在突变或快速变化干扰条件下通过实现高精度干扰观测从而进一步提高机电伺服控制精度的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了机电伺服控制方法、系统、终端设备及存储介质，以解决现有技术中现有的自适应滑模方法在突变或快速变化干扰的条件下导致机电伺服控制精度低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种机电伺服控制方法，包括：

获取被控对象的控制数据，其中，所述控制数据包括观测输出量；

基于预设的运动参数和所述控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，所述滑动模态调节所述滑模控制量；

通过所述观测输出量和所述滑模控制量输出反馈控制结果，以通过所述反馈控制结果调节电机的干扰补偿。

本发明实施例的第二方面提供了一种机电伺服控制系统，包括：

获取模块，用于获取被控对象的控制数据，其中，所述控制数据包括观测输出量；

滑模辅助模块，用于基于预设的运动参数和所述控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，所述滑动模态调节所述滑模控制量；

反馈模块，用于通过所述观测输出量和所述滑模控制量输出反馈控制结果，以通过所述反馈控制结果调节电机的干扰补偿。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述机电伺服控制方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述机电伺服控制方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

在本发明中，通过获取被控对象的观测输出量，基于预设的运动参数和控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，滑动模态调节滑模控制量，通过观测输出量和滑模控制量输出反馈控制结果，以通过反馈控制结果调节电机的干扰补偿，即通过滑动模态调节滑模控制量，使得在存在突变或快速变化干扰的条件下，能根据被控对象自动生成相应的滑动模态，以使滑动模态灵活调节滑模控制量，进而增强了对干扰估计的快速响应特性，同时提升了伺服控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的自适应滑模辅助干扰观测器补偿控制结构图；

图2是本发明的机电伺服控制方法的第一实施例的流程示意图；

图3是本发明的机电伺服控制系统的第一实施例的示意图；

图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本发明实施例中，流程的执行主体为终端设备，该终端设备包括但不限于笔记本电脑、计算机、服务器、平板电脑以及智能手机等具有软件开发功能的终端设备。特别地，该终端设备执行本发明实施中的流程时能够用于为原生应用提供桌面应用的承载功能或前端界面的展示，为桌面应用提供界面组装框架。

图1为本发明的自适应滑模辅助干扰观测器补偿控制结构图，提出了“从大到小”的滑模控制量的切换增益自适应调节思想和具体方法。在存在突变或快速变化干扰的条件下，实现了对切换增益的快速调节，从而增强了对干扰估计得快速响应特性，进而提升伺服控制精度。

本发明包括干扰观测器和自适应滑模辅助观测器两部分。所述干扰观测器包括输入量1(即本发明的第一控制量)、输入量2(即本发明的第二控制量)、观测输出1(即本发明的观测输出量)、名义模型1(即本发明的名义模型)和低通滤波器。所述自适应滑模辅助观测器包括输入量3(即本发明的第一控制量)、输入量4(即本发明的第二控制量)、输入量5(即本发明的观测输出量)、观测输出2(即本发明的观测输出量)、名义模型2、滑模控制量、自适应切换增益。

所述输入量1取最终作用给被控对象的控制量；所述输入量2取被控对象的运动响应(本发明实施例可根据实际情况选择位置响应、速度响应、加速度响应)；所述观测输出(即观测输出量)为干扰观测器对干扰的估计结果；所述名义模型1选择被控对象的名义逆模型；所述低通滤波器为一个相对阶大于等于名义模型1(第一名义模型)的相对阶的低通滤波器；所述输入量3与所述输入量1相同；所述输入量4与所述输入量2相同；所述输入量5选择所述观测输出1；所述名义模型2为一个辅助子系统，描述的是被控对象的动力学特性；所述滑模控制量为所述自适应滑模辅助观测器的输出，包含了以滑动模态为自变量的符号函数；所述自适应切换增益为滑模控制量中与符号函数相乘的增益，为最核心的设计。

进一步地，根据图1的自适应滑模辅助干扰观测器补偿控制结构，以下将详解各个结构中的具体实现步骤流程。

继续参考图2，图2为本发明的机电伺服控制方法的第一实施例的流程示意图，详述如下：

S201，获取被控对象的控制数据，其中，控制数据包括观测输出量。

具体地，本发明的执行主体为机电伺服控制系统，即为机电伺服系统(electromechanical servos)，机电伺服系统以电动机作为动力驱动元件的伺服系统。电动机是将电能转换为机械能的元件，功率范围宽，使用方便，容易控制，是应用最广的驱动元件。机电伺服系统广泛应用于仪表、飞行控制、火力控制等各种领域。机电伺服系统按所用电机的类型又可分为直流伺服系统和交流伺服系统，被控对象为伺服电机控制的目标机械元件，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，伺服电机可以分为直流伺服电动机和交流伺服电动机。其中，控制数据包括伺服控制系统接收到的目标机械元件的第一控制量以及将第一控制量进行干扰处理得到被控对象的第二控制量。

进一步地，第一控制量包括被控对象当前运动的实际位置、运动速度以及运动加速度、运动的角速度等数据。

进一步地，如图1所示的将第一控制量(即图1中的输入量1)进行干扰处理，即除去第一控制量中不必要的干扰数据，例如运动的角速度，以得到经过筛选后的被控对象的第二控制量(输入变量2)，即第二控制量包括被控对象的运动响应，运行响应包括对实际位置选择的位置响应、运行速度的速度响应以及加速度的加速度响应。具体地，第二控制量可以用带有干扰作用的二阶传递函数来描述，如公式(1)：

其中，在本发明实施例中的Θ、U和D分别为被控对象的位置响应、第一控制量、外界干扰的频域表达；J和B为运动参数，分别为等价转动惯量和等价阻尼；s为拉普拉斯算子。

进一步地，当控制数据为观测输出量，获取被控对象的控制数据还包括：

将第一控制量经过预设的第一低通滤波处理得到第一滤波控制量；

将第二控制量经过预设的第一名义模型和预设的第二低通滤波处理得到第二滤波控制量；

将第一滤波控制量和第二滤波控制量处理得到观测输出量。

具体地，第一名义模型用于根据机电伺服控制系统输入的控制变量(例如本发明实施例中的第二控制量)，输出响应结果的模型，例如响应结果为运动轨迹。在第一低通滤波和第二低通滤波为如图1中所示的低通滤波器，其中，低通滤波器的结构形式如公式(2)所示：

其中，N为分母阶数，M为分子阶数。低通滤波器的相对阶选择需大于等于第一名义模型的阶次。在此实施例中，第一名义模型阶次为2，因此低通滤波器的相对阶次选择需大于等于2，即第一低通滤波和第二低通滤波可以相同也可以不同，但其选择的相对阶次均要大于等于2。

进一步地，当将第一控制量和第二控制量经过上述公式(2)以及选取的相对阶次分别求得第一滤波控制量和第二滤波控制量，并通过第二滤波控制量与第一滤波控制量做差，以得到观测输出量，如图1中的观测输出1。

进一步地，构造干扰观测器来求解观测输出量，干扰观测器是将外部干扰以及模型参数变化造成的实际对象与名义模型之间的差异等效到控制输入端，即观测出等效干扰，并在控制中引入等效的补偿，实现对干扰的完全控制。其中，干扰观测器包括取U为第一控制量，取Θ为第二控制量，Js²+Bs作为第一名义模型的模型参数，观测输出量为

结合公式(1)和公式(2)得到公式(3)：

在本发明实施例中，通过干扰观测器将第一控制量经过预设的第一低通滤波处理得到第一滤波控制量，将第二控制量经过预设的第一名义模型和预设的第二低通滤波处理得到第二滤波控制量，将第一滤波控制量和第二滤波控制量处理得到观测输出量，即通过干扰观测器使得观测输出量处于可调节的范围，提高灵活性，同时过滤掉不必要的干扰信息，进而提高了伺服控制精度，另外，基于实际输入的第一控制量中的被控对象当前运行的实际位置、运行速度以及加速度、运行的角速度等数据，以及对第一控制量干扰处理得到的第二控制变量来输出观测输出量，即根据实际输入的控制量来改变观测输出量，体现了其灵活性的特点。

S202，基于预设的运动参数和控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，滑动模态调节滑模控制量。

在本发明实施例中，通过自适应滑模辅助部分(如图1所示)确定滑模控制量。其中，滑动模态(sliding mode)，是变结构控制系统中发生并维持在切换面上的运动形式。滑动模态是变结构控制系统的主要特征之一。所谓滑动模态是指一种运动，即滑动运动。在滑动模态控制中，如果控制结构的切换具有理想的开关特性，则能在切换面上形成理想的滑动模态，这是一种光滑的运动，渐进趋近于原点。但在实际过程中，存在时间上的延迟和空间上的滞后等原因，使得滑动模态呈抖动形式，在光滑的滑动叠加了抖振。理想的滑动模态是不存在的，现实中的滑动模态控制均伴随有振，抖振问题是影响滑动模态控制广泛应用的主要障碍。

滑模控制最大的优点是机电伺服控制系统进入滑动模态后，对满足匹配条件的不确定性、参数变化等系统干扰具有不变性。

由于机电伺服控制系统或多或少都存在着惯性和滞后等因素，因此机电伺服控制系统的轨线只能在滑模面附近来回抖动，这种滑模称为实际滑动模态。从表面上看，理想滑动模态和实际滑动模态存在着差别。但实际上可以证明由等效控制方法所获得的滑动模态方程是唯一的，并且在满足一定的条件下，实际滑动模态可以任意接近理想滑动模态。

综上所述，调节滑模控制量的基本思想是，首先把机电伺服控制系统滑模运动分成两部分，第一部分是系统由初始状态到达切换面的运动阶段，称之为到达段；第二部分是机电伺服控制系统在切换面上的运动阶段，即通过滑动模态调节滑动控制变量的滑模段。其次滑模控制器的设计，同样分为两部分。第一部分是根据期望的系统动态特性进行滑模段的模面设计，以获得满意的控制性能，即本发明实施例中的观测输出量；第二部分是进行滑模运动到达段的设计，通常是根据滑动模态存在条件，设计切换控制，使系统状态可以在任意初始条件下进入第一部分所设计的滑模面。设计合理的滑动模态超平面，确保滑动模态运动稳定并具有良好的动态品质。

在本发明实施例中，获取滑模控制量的实现过程，包括如下：

将第一控制量、第二控制量、观测输出量以及运动参数计算得到滑动模态；

根据滑动模态确定自适应增益值；

根据滑动模态、自适应增益值以及预设的增益定值确定滑模控制量。

具体地，滑模控制量为自适应滑模辅助观测器的输出，自适应滑模辅助观测器包括以滑动模态为自变量的符号函数，图1所示的自适应切换增益为滑模控制量中与符号函数相乘得到的自适应增益值，使得即使存在突变或快速变化干扰的条件下，也能实现对切换增益的快速调节，从而增强了对干扰估计得快速响应特性，进而提升伺服控制精度。

进一步地，第二控制量包括初始时刻的初始第二控制量，即初始状态时的第二控制量，将第一控制量、第二控制量、观测输出量以及运动参数计算得到滑动模态包括如下：

将所述第一控制量、所述初始第二控制量和所述观测输出量经过时域处理得到时域控制数据，其中，时域控制数据包括第二控制量对应的第二时域控制量；

根据初始第二控制量以及第二时域控制量确定第二控制变量；

根据第二控制变量以及预设的运动参数计算得到滑动模态。

在本发明实施例中，时域处理是指分别将第一控制量、初始第二控制量和观测输出量进行时域表达，以得到时域控制变量，其中，时域表达是指在时间域中提取该时间域响应的全部信息，时域表达可以是时域表达式，例如单位阶跃函数、单位斜坡函数、单位加速度函数、单位脉冲函数、正弦函数等。通过时域表达可以观察到控制数据的动态过程随时间n的变化状况。在本发明实施例中，将第一控制量的时域表达为第一时域控制量u、初始第二控制量θ、第二控制量时域表达为第二时域控制量θ_n(此时的时域为n)和观测输出量的时域表达为观测时域输出量

其中，第二时域控制量θ_n包括第二控制量中在时域n中的运动加速响应

和运动速度响应

和

为时域为n时的自适应滑模辅助的内部变量，进而构建图1中的名义模型2，名义模型2如公式(4)：

其中，u_c为滑模控制量。

进一步地，根据初始第二控制量以及第二时域控制量确定第二控制变量如公式(5)所示：

e＝θ-θ_n 公式(5)；

根据第二控制变量以及预设的运动参数计算得到滑动模态如公式(6)所示：

其中，z为滑动模态，B和M分别表示为运动参数中的等价阻尼和分子阶数。

进一步地，根据滑动模态确定自适应增益值包括如下：

根据滑动模态与预设的滑动模态边界层厚度，确定第一自适应增益值；

比较滑动模态与预设原点位置，以确定第二自适应增益值；

根据第一自适应增益值和第二自适应增益值确定自适应增益值。

其中，第一自适应增益值根据公式(7)计算得到：

其中，ψ为第一自适应增益值，P为预设的正实数，β为预设的滑动模态边界层厚度且取正实数；

其中，原点在本发明实时例中指伺服电机的机械元件处在指定的基准位置上，将预设原点位置设为0，则根据公式(8)确定第二自适应增益值：

其中，sgn(z)为符号函数，并将所得到的第一自适应增益值和第二自适应增益值作为图1中所示的自适应滑模辅助的自适应增益值。

结合公式(4)-公式(8)得到公式(9)，即根据滑动模态、自适应增益值以及预设的增益定值确定滑模控制量：

u_c＝Kz+ψsgn(z) 公式(9)；

其中，K为预设的增益定值，取大于0的实数。

与现有技术方案都是基于误差的存在而逐渐增大切换增益相比，本发明的机电伺服控制方法则是一旦发现滑动模态脱离滑动模态边界层则“立即”将切换增益跳变地调节为一个大值，如公式(9)所示，再根据滑动模态的情况适时地自动减小切换增益，从而提高了伺服控制精度，同时解决了抖振问题。

S203，通过观测输出量和滑模控制量输出反馈控制结果，以通过反馈控制结果调节电机的干扰补偿。

进一步地，当滑动模态为准滑动模态，即机械元件的运动轨迹被限制在理想滑动模态的某一邻域内的模态。从相轨迹方面来说，具有理想滑动模态的控制是使一定范围内的状态点均被吸引至切换面。而准滑动模态控制则是使一定范围内的状态点均被吸引至切换面的某邻域内，通常称此邻域为滑动模态切换面的边界层。

在边界层内，准滑动模态不要求满足滑动模态的存在条件，因此准滑动模态不安求在切换面上进行控制结构的切换。它可以是在边界层上进行结构变换的控制系统，也可以是根本不进行结构变换的连续状态反馈控制系统。准滑动模态控制在实现上的这种差别，使它从根本上避免或削弱了抖振，从而在实际中得到了广泛的应用。

进一步地，反馈控制结果为观测输出量和滑模控制量的相加结果，并将反馈控制结果传送至机电伺服控制系统中，以根据该反馈控制结果调节电机的干扰补偿。

在本实施例中，通过获取被控对象的观测输出量，基于预设的运动参数和控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，滑动模态调节滑模控制量，通过观测输出量和滑模控制量输出反馈控制结果，以通过反馈控制结果调节电机的干扰补偿，即通过滑动模态调节滑模控制量，使得在存在突变或快速变化干扰的条件下，能根据被控对象自动生成相应的滑动模态，以使滑动模态灵活调节滑模控制量，进而增强了对干扰估计的快速响应特性，同时提升了伺服控制精度。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例中，还提供了一种机电伺服控制系统，机电伺服控制系统包括的各模块用于执行图2对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图2对应的实施例中的相关描述。图3示出了本发明的机电伺服控制系统的第一实施例的结构示意图，包括获取模块31、滑模辅助模块32以及反馈模块33：

获取模块31，用于获取被控对象的控制数据，其中，控制数据包括观测输出量；

滑模辅助模块32，用于基于预设的运动参数和控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，滑动模态调节滑模控制量；

反馈模块33，用于通过观测输出量和滑模控制量输出反馈控制结果，以通过反馈控制结果调节电机的干扰补偿。

进一步地，控制数据包括第一控制量和第二控制量，其中，滑模辅助模块32包括：

滑动模态单元321，用于将第一控制量、第二控制量、观测输出量以及运动参数计算得到滑动模态；

自适应增益单元322，用于根据滑动模态确定自适应增益值；

滑模控制量单元323，用于根据滑动模态、自适应增益值以及预设的增益定值确定滑模控制量。

进一步地，第二控制量包括初始时刻的初始第二控制量，滑动模态单元321包括：

时域控制子单元3211，用于将所述第一控制量、初始第二控制量和所述观测输出量经过时域处理得到时域控制数据，其中，时域控制数据包括第二控制量对应的第二时域控制量；

变量子单元3212，用于根据初始第二控制量以及第二时域控制量确定第二控制变量；

滑动模态子单元3213，用于根据第二控制变量以及预设的运动参数计算得到滑动模态。

进一步地，自适应增益单元322包括：

第一增益子单元3221，用于根据所述滑动模态与预设的滑动模态边界层厚度，确定第一自适应增益值；

第二增益子单元3222，用于比较所述滑动模态与预设原点位置，以确定第二自适应增益值；

增益子单元3223，用于根据第一自适应增益值和第二自适应增益值确定自适应增益值。

进一步地，当控制数据为观测输出量，获取模块31包括：

第一滤波单元311，用于将第一控制量经过预设的第一低通滤波处理得到第一滤波控制量；

第二滤波单元312，用于将第二控制量经过预设的第一名义模型和预设的第二低通滤波处理得到第二滤波控制量；

观测单元313，用于将第一滤波控制量和第二滤波控制量处理得到观测输出量。

其中，上述机电伺服控制系统中各个模块/单元的功能实现与上述机电伺服控制方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

图4是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图4所示，该实施例/终端设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42，例如软件开发程序。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个软件开发方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤S201至S203。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各系统实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至33的功能。

示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述机电伺服控制系统/终端设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成获取模块、执行模块、生成模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如上所述，此处不再赘述。

所述终端设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端4设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备4的示例，并不构成对终端设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备4还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器41可以是所述终端设备4的内部存储单元，例如终端设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端设备4的外部存储设备，例如所述终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述终端设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机电伺服控制方法，其特征在于，包括：

获取被控对象的控制数据，其中，所述控制数据包括观测输出量；

基于预设的运动参数和所述控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，所述滑动模态调节所述滑模控制量；

通过所述观测输出量和所述滑模控制量输出反馈控制结果，以通过所述反馈控制结果调节电机的干扰补偿；

其中，所述控制数据包括第一控制量和第二控制量，所述基于预设的运动参数和所述控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，包括：

将所述第一控制量、所述第二控制量、所述观测输出量以及所述运动参数计算得到滑动模态；

根据所述滑动模态确定自适应增益值；

根据所述滑动模态、所述自适应增益值以及预设的增益定值确定所述滑模控制量；

所述第二控制量包括初始时刻的初始第二控制量，所述将所述第一控制量、所述第二控制量、所述观测输出量以及所述运动参数计算得到滑动模态包括：

将所述第一控制量、所述初始第二控制量和所述观测输出量经过时域处理得到时域控制数据，其中，时域控制数据包括所述第二控制量对应的第二时域控制量；

根据所述初始第二控制量以及所述第二时域控制量确定第二控制变量：e＝θ-θ_n；

根据所述第二控制变量以及所述预设的运动参数计算得到滑动模态：

其中，z为滑动模态，B和M分别表示为运动参数中的等价阻尼和分子阶数。

2.如权利要求1所述的机电伺服控制方法，其特征在于，所述根据所述滑动模态确定自适应增益值，包括：

根据所述滑动模态与预设的滑动模态边界层厚度，确定第一自适应增益值；

比较所述滑动模态与预设原点位置，以确定第二自适应增益值；

根据所述第一自适应增益值和所述第二自适应增益值确定所述自适应增益值。

3.如权利要求2所述的机电伺服控制方法，其特征在于，当所述控制数据为所述观测输出量，所述获取被控对象的控制数据，包括：

将所述第一控制量经过预设的第一低通滤波处理得到第一滤波控制量；

将所述第二控制量经过预设的第一名义模型和预设的第二低通滤波处理得到第二滤波控制量；

将所述第一滤波控制量和所述第二滤波控制量处理得到所述观测输出量。

4.一种机电伺服控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取被控对象的控制数据，其中，所述控制数据包括观测输出量；

滑模辅助模块，用于基于预设的运动参数和所述控制数据计算得到滑动模态和滑模控制量，其中，所述滑动模态调节所述滑模控制量；

反馈模块，用于通过所述观测输出量和所述滑模控制量输出反馈控制结果，以通过所述反馈控制结果调节电机的干扰补偿；

所述控制数据包括第一控制量和第二控制量，所述滑模辅助模块包括：

滑动模态单元，用于将所述第一控制量、所述第二控制量、所述观测输出量以及所述运动参数计算得到滑动模态；

自适应增益单元，用于根据所述滑动模态确定自适应增益值；

滑模控制量单元，用于根据所述滑动模态、所述自适应增益值以及预设的增益定值确定所述滑模控制量；

所述第二控制量包括初始时刻的初始第二控制量，所述滑动模态单元包括：

时域控制子单元，用于将所述第一控制量、所述初始第二控制量和所述观测输出量经过时域处理得到时域控制数据，其中，时域控制数据包括所述第二控制量对应的第二时域控制量；

变量子单元，用于根据所述初始第二控制量以及所述第二时域控制量确定第二控制变量：e＝θ-θ_n；

滑动模态子单元，用于根据所述第二控制变量以及预设的运动参数计算得到滑动模态：

其中，z为滑动模态，B和M分别表示为运动参数中的等价阻尼和分子阶数。

5.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述机电伺服控制方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述机电伺服控制方法的步骤。

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