专利摘要

本发明公开了一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，包括：扰动检测模块，用于获取工作平台的运动反馈信息和工作平台的扰动信号；主控模块，用于对工作平台进行运动规划，得到工作平台的运动规划信息，然后根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量；对所述的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，将扰动差的估计值补偿到控制量中，得到最终的控制量用于对伺服电机的驱动模块进行控制；当另外一个通道没有输入，而用运动规划命令替代时，该驱动器也能实现单反馈驱动估计补偿功能。本发明从驱动器底层实现，干扰小，带宽高，通过增加第二运动反馈模块，单一驱动器就可以实现运动偏差量测，提高了控制系统的性能。

权利要求

1.一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，包括：

扰动检测模块，包括第一运动反馈模块和第二运动反馈模块，其中第一运动反馈模块用于获取工作平台的运动反馈信息，第二运动反馈模块用于获取工作平台的扰动信号；

主控模块，用于对工作平台进行运动规划，得到工作平台的运动规划信息，然后根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量；对所述工作平台的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，将扰动差的估计值补偿到工作平台的控制量中，得到最终的控制量用于对伺服电机的驱动模块进行控制；

所述的工作平台的运动反馈信息包括工作平台的位移和速度；所述的工作平台的扰动信号包括第一位移差和第一速度差；

所述的根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量，包括：

所述的运动规划信息包括工作平台的位移和速度以及加速度；将工作平台的位移与规划的位移做差，将工作平台的速度与规划的速度做差，得到的位移差和速度差记为第二位移差和第二速度差；根据第二位移差或第二速度差得到工作平台的控制量；

对所述工作平台的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，包括：

将所述的第一位移差乘以柔性铰链的刚度并将所述的第一速度差乘以柔性铰链的的阻尼，将得到的结果相加，得到柔性铰链量测扰动力，将所述的工作平台的控制量进行滤波，再将所述的量测扰动力以及规划的加速度补偿到工作平台的控制量中；将补偿后的工作平台的控制量和第二位移差输入到扩张状态观测器中，得到工作平台扰动差的估计值。

2.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的第一位移差和第一速度差的获取方法为：

第二运动反馈模块获取框架的位移和速度，将框架的位移与工作平台的位移做差，将框架的速度与工作平台的速度做差，得到的结果记为第一位移差和第一速度差。

3.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的第一位移差和第一速度差的获取方法为：

第二运动反馈模块测量框架和工作平台之间的位移差和速度差，记为第一位移差和第一速度差。

4.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的工作平台为刚柔耦合平台，包括安装在机械导轨上的框架以及通过所述的柔性铰链连接于所述框架上的工作平台，工作平台由所述的伺服电机驱动。

5.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，根据第二位移差或第二速度差得到工作平台的控制量，包括：

对第二位移差进行比例增益放大，再对第二位移差进行微分计算后乘以比例增益，得到工作平台的控制量；

或对第二速度差进行比例增益放大，得到工作平台的控制量。

6.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的滤波为软件滤波，所述的主控模块中设置有滤波算法。

7.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的滤波为硬件滤波，所述的驱动器还包括：

陷波滤波模块，用于对工作平台的控制量进行陷波滤波；

信号合成模块，用于将陷波滤波后的工作平台的控制量与扰动差的估计值合成为最终的控制量。

8.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的驱动器还包括：

电源模块，与稳压整流模块连接，其中电源模块用于提供电源，稳压整流模块用于为伺服电机提供稳定的电压和电流；

反馈模块，包括数模转换模块、编码器模块、电流反馈获取单元、电压反馈获取单元和电机位置反馈获取单元，其中：

电机位置反馈获取单元用于获取伺服电机的位置，然后将位置信息传递给编码器模块，编码器模块将位置信息反馈给主控模块；所述的数模转换模块分别与电流反馈获取单元、电压反馈获取单元电连接，电流反馈获取单元、电压反馈获取单元分别用于采样伺服电机的电流、电压的模拟量，并将模拟量传输给数模转换模块，数模转换模块将模拟量转换为数字量反馈给主控模块。

9.如权利要求1所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器，其特征在于，所述的扩张状态观测器的设计为：

上式中，m为工作平台的惯量，ey为第二位移差，为第二位移差的估计值，为第二速度差的估计值，为工作平台扰动差的估计值，u为工作平台的控制量，β1＝3ω，β2＝3ω2，β3＝ω3，ω为需要调节的参数。

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器。

背景技术

目前伺服控制系统在高端数控机床、精密电子封装设备和机器人等行业占据重要地位。随着高速精密制造产业不断发展，为高速精密伺服控制系统产业提供了巨大的发展前景和发展空间。

伺服控制系统控制方式主要分为全闭环控制和非全闭环控制。相对于非全闭环控制，全闭环控制的控制精度更高。但传统的闭环控制系统仅仅通过对比目标量和实际量两者之间的关系进行闭环控制，例如工作对象通过位置环进行全闭环控制。主控芯片输出目标位置驱动平台运动，然后检测平台的实际位置，通过对比目标位置和实际位置之间的位置误差，再将其反馈至主控芯片重新调整控制。其中，平台位置的检测有两种方式，一种是由伺服电机本身所安装的光电编码器，由于是以间接的方式反馈工作对象的位置，再通过闭环控制达到位置控制的目的。另一种方式是直接将位置传感组件安装在平台上，如光栅尺、激光位置检测计等等，直接反馈工作对象的位置，再通过闭环控制达到位置控制的目的。但发明人通过研究发现该种伺服控制系统的控制方法存在明显的不足，特别是在高速精密运动控制的情况下，其控制方法的不足之处更加突出。例如在直线伺服电机驱动系统中，传统的位置闭环控制忽略了摩擦力和平台弹性变形对控制系统造成扰动，造成了实际控制过程中运动目标不能迅速平稳达到稳定状态。显然，传统的伺服系统在补偿方案和控制方法难以满足日益增长的高速精密运动控制的要求。

发明内容

发明提出一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，在驱动器中加入自抗扰控制算法，自抗扰控制可以将模型误差与外部干扰作为统一的扰动因素进行考虑，实现对所有干扰信息的抑制，补偿扰动造成的误差。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，包括：

扰动检测模块，包括第一运动反馈模块和第二运动反馈模块，其中第一运动反馈模块用于获取工作平台的运动反馈信息，第二运动反馈模块用于获取工作平台的扰动信号；

主控模块，用于对工作平台进行运动规划，得到工作平台的运动规划信息，然后根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量；对所述的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，将扰动差的估计值补偿到控制量中，得到最终的控制量用于对伺服电机的驱动模块进行控制；

所述的工作平台的运动反馈信息包括工作平台的位移、速度；所述的工作平台的扰动信号包括第一位移差、第一速度差；

所述的根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量，包括：

所述的运动规划信息包括工作平台的位移、速度和加速度；将工作平台的位移、速度，与规划的位移、速度分别做差，得到的位移差、速度差记为第二位移差、第二速度差；根据第二位移差、第二速度差得到工作平台的控制量；

对所述的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，包括：

将所述的第一位移差、第一速度差分别乘以柔性铰链的刚度、阻尼，将得到的结果相加，得到柔性铰链量测扰动力，将所述的工作平台的控制量进行滤波，再将所述的量测扰动力以及规划的加速度补偿到控制量中；将补偿后的控制量、第二位移差输入到扩张状态观测器中，得到工作平台扰动差的估计值。

进一步地，所述的第一位移差、第一速度差的计算方法为：

第二运动反馈模块获取框架的位移和速度，将框架的位移、速度分别与工作平台的位移、速度做差，得到的结果记为第一位移差、第一速度差。

进一步地，所述的第一位移差、第一速度差的计算方法为：

第二运动反馈模块测量框架、工作平台之间的位移差、速度差，记为第一位移差、第一速度差。

进一步地，所述的工作平台为刚柔耦合平台，包括安装在机械导轨上的框架以及通过所述的柔性铰链连接于所述框架上的工作平台，工作平台由所述的伺服电机驱动。

进一步地，根据第二位移差、第二速度差得到工作平台的控制量，包括：

对第二位移差进行比例增益放大，再对第二位移差进行微分计算后乘以比例增益，得到工作平台的控制量；

或对第二速度差进行比例增益放大，得到平台的控制量。

进一步地，所述的滤波为软件滤波，所述的主控模块中设置有滤波算法。

进一步地，所述的滤波为硬件滤波，所述的驱动器还包括：

陷波滤波模块，用于对控制量进行陷波滤波；

信号合成模块，用于将陷波滤波后的控制量与扰动差的估计值合成为最终的控制量。

进一步地，所述的驱动器还包括：

电源模块，与稳压整流模块连接，其中电源模块用于提供电源，稳压整流模块用于为伺服电机提供稳定的电压和电流；

反馈模块，包括数模转换模块、编码器模块、电流反馈获取单元、电压反馈获取单元和电机位置反馈获取单元，其中：

电机位置反馈获取单元用于获取伺服电机的位置，然后将位置信息传递给编码器模块，编码器模块将位置信息反馈给主控模块；所述的数模转换模块分别与电流反馈获取单元、电压反馈获取单元电连接，电流反馈获取单元、电压反馈获取单元分别用于采样伺服电机的电流、电压的模拟量，并将模拟量传输给数模转换模块，数模转换模块将模拟量转换为数字量反馈给主控模块。

进一步地，所述的扩张状态观测器的设计为：

上式中， m为工作平台的惯量，ey为第二位移差， 为第二位移差的估计值， 为第二速度差的估计值， 为工作平台扰动差的估计值，u为控制量，β1＝3ω，β2＝3ω2，β3＝ω3，ω为需要调节的参数。

本发明与现有技术相比具有以下技术特点：

自抗扰控制是处理扰动非常好的控制算法，然而，现在普遍做法是从上层的控制器上开发算法实现，伺服带宽低，控制信号干扰大，并且需要接电机接口才能实现双反馈控制。本发明从驱动器底层实现，干扰小，带宽高，通过增加第二运动反馈模块，单一驱动器就可以实现运动偏差量测，再经过内嵌自抗扰控制算法进行扰动估计和补偿，提高控制系统性能。

附图说明

图1为本发明的双通道反馈扰动估计补偿驱动器的结构框图(软件滤波方式)；

图2为本发明的双通道反馈扰动估计补偿驱动器的结构框图(硬件滤波方式)；

图3为本发明的双通道反馈扰动估计补偿驱动器的控制流程图(软件滤波方式)；

图4为本发明的双通道反馈扰动估计补偿驱动器的控制流程图(硬件滤波方式)。

具体实施方式

本发明在于解决超精密运动要求下的基于自抗扰控制算法的外界扰动补偿问题。对于无摩擦的理想刚性平台，只需要PID控制即可，便能达到理想的控制效果。但事实上，扰动无处不在并时刻影响着控制系统，自抗扰控制算法的干扰抑制效果依赖于反馈环节中的传感器信息，再通过扩展观测器反馈至主控芯片对驱动器进行控制。因此为了解决扰动带来的控制误差，本发明驱动器在传统闭环控制系统的基础上加上第二运动反馈模块用来检测控制系统的内外扰动，构成双通道反馈结构，然后将检测结果反馈至控制算法进行补偿，从而达到消除扰动，提高控制精度的目的，实现模型误差和外界扰动的统一，极大地提高高速精密运动控制精度，解决现有的直线伺服电机驱动系统反馈信息不全面和控制精度不高的问题。

本发明公开了一种双通道反馈扰动估计补偿驱动器，包括：

扰动检测模块，用于获取工作平台的运动反馈信息和运动平台的扰动信息；本方案的驱动器，是以规划的位移和速度作为参考输入，以工作平台的位移和速度作为反馈，形成闭环控制系统。

具体地，本实施例中，扰动检测模块包括第一运动反馈模块、第二运动反馈模块和连接在第二运动反馈模块上的数据转换模块，第一运动反馈模块、第二运动反馈模块分别用于检测不同的类型的运动反馈，以实现双通道反馈。

其中，第一运动反馈模块用于获取工作平台的运动反馈信息，包括运动平台的位移、速度，并将这些数据反馈给主控模块；

第二运动反馈模检测工作平台的扰动信号，存在这几种情况：

第一种，第二运动反馈模块和第一运动反馈模块一样检测反应信号，本实施例则是指框架的运动反馈信息，包括框架的位移和速度；由于该反应信号是数字信号，因此所述的数据转换模块不需要对该信号进行转换，而直接将测量的数字信号反馈给主控模块；在主控模块中，通过工作平台的运动反馈信息和框架的运动反馈信息，得到运动平台的扰动信号；具体地，所述的扰动信号的计算方法为：将框架的位移、速度分别与工作平台的位移、速度做差，得到框架与运动平台的位移差和速度差，记为第一位移差、第一速度差。

第二种，第二运动反馈模块直接测量扰动信号，即第二运动反馈模块直接测量框架与运动平台的位移差、速度差。由于第一种、第二种情况计算的位移差、速度差后续计算过程相同，并且两种情况同时只会出现一种，因此为便于表述，在这种情况下计算的位移差、速度差也称为第一位移差、第一速度差。在这种情况下，第二运动反馈模块可采用电容传感器、应变片等测量方式，来测量扰动信号，即所述的第一位移差、第一速度差。由于采集的是模拟信号，因此经过数据转换模块转换为数字信号，再反馈给主控模块。

第三种，当第二运动反馈模块没有反馈，即没有采集到扰动信号时，则在主控模块中，通过计算所述的工作平台规划得到的位移、速度，与第一运动反馈模块采集的工作平台的位移、速度做差，其结果作为估算出的扰动信号进行后续的处理。在这情况下，第二运动反馈模块的这个通道没有输入，而用运动规划的信息来进行替代时，该驱动器也能实现单反馈驱动估计补偿功能。

主控模块，用于对工作平台进行运动规划，得到运动规划信息；所述的运动规划信息包括工作平台的位移、速度和加速度，可通过测量或建模计算得到；另外，主控模块根据所述的运动规划信息与运动反馈信息得到工作平台的控制量；对所述的控制量进行滤波和补偿，之后估计工作平台的扰动差，将扰动差的估计值补偿到控制量中，得到最终的控制量用于对伺服电机的驱动模块进行控制；具体如下：

首先，主控模块将工作平台的位移、速度，与规划的位移、速度分别做差，得到的位移差、速度差记为第二位移差、第二速度差；根据第二位移差、第二速度差得到工作平台的控制量；

其次，将所述的第一位移差、第一速度差分别乘以柔性铰链的刚度、阻尼，将得到的结果相加，得到柔性铰链量测扰动力；将所述的工作平台的控制量进行滤波，再将所述的量测扰动力以及规划的加速度补偿到控制量中；将补偿后的控制量、第二位移差输入到扩张状态观测器中，得到工作平台扰动差的估计值；将扰动差的估计值补偿到所述补偿后的控制量中，得到最终的控制量。

其中，所述的根据第二位移差、第二速度差得到工作平台的控制量，包括：

对第二位移差进行比例增益放大，再对第二位移差进行微分计算后乘以比例增益，得到工作平台的控制量；

或对第二速度差进行比例增益放大，得到平台的控制量。

本方案中，所针对的控制对象，即工作平台为刚柔耦合平台，包括安装在机械导轨上的框架以及通过所述的柔性铰链连接于所述框架上的工作平台，工作平台由所述的伺服电机驱动。

本实施例中，所述的主控模块包括：FPGA主控芯片和内存单元。其中，FPGA主控芯片主要分为两部分，分别是逻辑控制单元和DSP运算单元。逻辑控制单元负责接收反馈的信号，然后传输到DSP运算单元进行处理，DSP运算单元再将运算结果返回给逻辑控制单元，最后逻辑控制单元根据得到的结果对伺服电机驱动模块进行控制。内存单元负责存储程序和数据，每当启动驱动器时，FPGA芯片从内存单元读取信息从而初始化配置。所述主控模块通过以太网总线通讯电路与上位机进行通信。

本方案中，滤波方式有两种，分别为软件滤波和硬件滤波；当为软件滤波时，所述的主控模块中设置有滤波算法。所述的滤波为硬件滤波，所述的驱动器还包括：陷波滤波模块，用于对所述输出的控制量进行低频信号陷波滤波；信号合成模块，用于将陷波滤波后的控制量与扰动差的估计值合成为最终的控制量。

优选地，所述的驱动器还包括：

电源模块，与稳压整流模块连接，其中电源模块用于提供电源，稳压整流模块用于为伺服电机提供稳定的电压和电流；

反馈模块，包括数模转换模块、编码器模块、电流反馈获取单元、电压反馈获取单元和电机位置反馈获取单元，其中：

电机位置反馈获取单元用于获取伺服电机的位置，然后将位置信息传递给编码器模块，编码器模块将位置信息反馈给主控模块；所述的数模转换模块分别与电流反馈获取单元、电压反馈获取单元电连接，电流反馈获取单元、电压反馈获取单元分别用于采样伺服电机的电流、电压的模拟量，并将模拟量传输给数模转换模块，数模转换模块将模拟量转换为数字量反馈给主控模块。其中，电机位置反馈获取单元可以是光电编码盘、电容式绝对编码器、角度编码器、磁编码盘。

本发明的工作原理如下：

如图1，2所示，驱动器开始工作时，通过内存进行初始化，FPGA主控芯片的逻辑控制模块有四大功能：与上位机通讯，接收各测量模块的反馈数据，与DSP运算模块进行信息交换和控制伺服电机驱动模块；DSP运算单元对前馈算法、PID算法和扩张状态观测器(ESO)算法进行加速运算处理。其中前馈算法是指在前期通过对工作平台的测试，通过工作平台固有的属性得出的运动规划信息，本方案中则是指所述的加速度信息；PID算法则是指计算所述控制量的过程；ESO算法是指通过ESO估计得到扰动差的过程。

特别地，图1采用软件滤波方式，因此DSP运算单元包含滤波算法，而图2采用硬件滤波方式，DSP运算单元不包含滤波算法。分别通过两种不同的滤波方式以满足工作平台高速运动时精准控制。

前期通过对控制系统的测试，由高速运动平台的固有属性得出前馈数据(运动规划得到加速度)；电流反馈获取单元和电压反馈获取单元得到伺服电机的实际电流电压值，经过模数转换模块将模拟信号转换成数字信号，再反馈给主控芯片；伺服电机实际位置信号通过编码盘模块处理后反馈给主控芯片。

当逻辑控制模块接收到反馈数据，该模块将数据传输给DSP运算单元，其中前馈数据(规划的加速度)、反馈数据(控制量)和外界扰动数据(扰动差)分别对应前馈算法、PID算法和ESO算法进行数据处理。前馈算法能够加速运动平台快速进去稳定状态；PID算法将目标数据和实际数据进行对比，实现电流环、速度环和位置环的全闭环控制；ESO算法实现对外界扰动的补偿，补偿扰动的误差。

现有平台主要采用PID控制，但由于刚柔耦合平台中柔性铰链固有频率低，导致PID信号含有弹性振动分量，PD控制环节将扰动进行放大，从而不能高速运动。由于频率低，直接陷波滤除后，会造成很多运动频率被去除。因此，采用软件滤波时，如图1所示，滤波算法需要单独对PD控制所产生的干扰信号进行陷波滤波处理；采用硬件滤波时，如图2所示，设置陷波滤波模块，对逻辑控制单元输出的PD信号进行滤波处理。经过滤波处理后，从而提高了控制信号的有效性。

如图1所示，软件滤波方式中DSP运算单元将最终处理所得的控制信号(前馈信号+ESO信号+滤波后的PD信号)传输给逻辑控制单元，逻辑控制单元再将控制信号输入至伺服电机的驱动模块进行相对应的控制，最终实现了对工作平台的控制。

如图2所示，硬件滤波方式中DSP运算单元将分别处理的前馈信号、ESO信号和PD信号传输至逻辑控制单元。逻辑控制单元输出两路控制信号，分别是前馈信号与ESO信号组成的信号和PD信号。输出的PD信号经过陷波滤波模块处理后，和前馈信号、ESO信号一起输入至信号合成模块。信号合成模块将两路控制信号合成一路控制信号，然后输入至伺服电机驱动模块进行相对应的控制，最终实现了对平台的控制。

最后，主控芯片通过以太网总线与上位机通讯，并将结果传输给上位机。

本发明所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器控制流程图(软件滤波方式)，如图3所示：

①FPGA主控芯片初始化；

②第一运动反馈模块、第二运动反馈模块、模数转换模块和编码盘模块并行处理；

③反馈数据传输给逻辑控制单元；

④逻辑控制单元将反馈数据传输给DSP运算单元进行数据处理；

⑤DSP运算单元将处理后的结果返回给逻辑控制单元；

⑥逻辑控制单元根据得到的结果对伺服电机驱动器做出相应的驱动；

⑦主控芯片和上位机通讯，上位机显示控制结果等信息。

本发明所述的双通道反馈扰动估计补偿驱动器控制流程图(硬件滤波方式)，如图4所示：

①FPGA主控芯片初始化；

②第一运动反馈模块、第二运动反馈模块、模数转换模块和编码盘模块并行处理；

③反馈数据传输给逻辑控制单元；

④逻辑控制单元将反馈数据传输给DSP运算单元进行数据处理；

⑤DSP运算单元将处理后的结果返回给逻辑控制单元；

⑥逻辑控制单元输出两路信号，陷波滤波模块对PD信号进行滤波处理并输出；

⑦信号合并模块将两路信号合成一路信号并输出；

⑧伺服电机驱动器模块接收到控制信号并做出相应的驱动；

⑨主控芯片和上位机通讯，上位机显示控制结果等信息。

为进一步说明该驱动器的工作原理，下面将分为双光栅尺测量单驱动运动控制和光栅尺加电容传感器测量单驱动运动控制两方面进行阐述。实施例1通过两个光栅尺测量距离求差后得到框架与工作平台相对位移，而实施例2中直接测量出相对位移。本方案中，参数上标圆点表示导数，圆点个数为导数阶数；参数上标^表示估计值。

实施例1

本实施例为双光栅尺测量单驱动运动控制。在本发明实施例中，刚柔耦合平台主要包括机械导轨、框架刚体、柔性铰链、平台刚体组成，设定xM，xm分别为框架刚体和平台刚体的位移， 分别为框架刚体和平台刚体的速度，M，m分别为框架刚体和平台刚体的质量，k,c分别为柔性铰链的刚度和阻尼，F为驱动单元作用在平台刚体上的驱动力，f为框架刚体与机械导轨之间的摩擦力，s，v，a分别为运动规划的位移、速度和加速度。

平台刚体运动力学响应方程为：

框架刚体运动力学响应方程为：

柔性铰链的受力为：

进行扰动补偿后，平台刚体的动力学响应方程为：

将柔性铰链受力公式(3)代入至平台刚性的动力学响应方程，即公式(4)，得到平台刚体的等效动力学响应方程为：

本实施例中，式5得到的平台刚体的等效动力学响应方程为无摩擦的理想平台。框架刚体是在柔性铰链的作用力(量测扰动力)Δf作用下克服摩擦运动，摩擦的扰动引起框架平台加速度的变化和柔性铰链的变形，因此本实施例将无法测量的摩擦力扰动转换为可以测量的柔性铰链作用。

将实际反馈与运动规划的位移差值(第二位移差)ey＝xm-s与速度差值(第二速度差) 输入到主控模块中，对位移差值进行比例增益放大后进行微分计算，乘以比例增益，得到工作平台控制量。然后，对所述平台刚体控制量进行陷波滤波处理，再把所量测的柔性铰链扰动力Δf与运动规划加速度a补偿在平台刚体控制量中。最后，将ey与控制量一起输入到ESO中，得到平台刚体扰动差的估计值 将该扰动差的估计值补偿到平台刚体的控制量中，把刚体平台转变为一个无扰动的理想系统。

取 进入ESO的量为ey和控制量u，则ESO的设计为：

其中，β1＝3ω，β2＝3ω2，β3＝ω3，ω是需要调节的参数。

最终的控制量为：

其中，kp与kd分别为驱动器中比例和微分的放大系数，为大于0的正数。

实施例2

本实施例为光栅尺加电容传感器测量单驱动运动控制。在本实施例中，刚柔耦合平台主要包括机械导轨、框架刚体、柔性铰链、平台刚体组成，设定xm为平台刚体的位移， 为平台刚体的速度，x为平台刚体与框架刚体之间的相对位移， 为平台刚体与框架刚体之间的相对速度，M，m分别为框架刚体和平台刚体的质量，k，c分别为柔性铰链的刚度和阻尼，F为驱动单元作用在平台刚体上的驱动力，f为框架刚体与机械导轨之间的摩擦力，s，v，a分别为运动规划的位移、速度和加速度。

平台刚体运动力学响应方程为：

框架刚体运动力学响应方程为：

柔性铰链的受力为：

进行扰动补偿后，平台刚体的动力学响应方程为：

将柔性铰链受力式10代入至平台刚性的动力学响应方程，即公式11，得到平台刚体的等效动力学响应方程为：

本实施例中，式12得到的平台刚体的等效动力学响应方程为无摩擦的理想平台。框架刚体是在柔性铰链的作用力Δf作用下克服摩擦运动，摩擦的扰动引起框架平台加速度的变化和柔性铰链的变形，因此本实施例将无法测量的摩擦力扰动转换为可以测量的柔性铰链作用。

将实际反馈与运动规划的位移差值ey＝xm-s与速度差值 输入到主控模块中，对速度差值进行比例增益放大，得到工作平台控制量。然后，对所述平台刚体控制量进行陷波滤波处理，再把所量测的柔性铰链扰动力Δf与运动规划加速度a补偿在平台刚体控制量中。最后，将ey与控制量一起输入到ESO中，得到平台刚体扰动差的估计值 将该扰动差的估计值补偿到平台刚体的控制量中，把刚体平台转变为一个无扰动的理想系统。

取 进入ESO的量为ey和控制量u，正常阶ESO的设计为：

其中，β1＝3ω，β2＝3ω2，β3＝ω3，ω是需要调节的参数。

控制量的设计为：

其中，kp与kd分别为驱动器中比例和微分的放大系数，为大于0的正数。

最后根据控制对象的固有属性，所输出的控制量加上前馈，从而形成完整的PID+前馈+ESO算法控制。

控制程序实际运行时，运动规划按照用户具体要求设置所需要的参数，如PID参数(kd,kp)、运动平台质量，运动规划目标量(xm， )和调节参数(ω,b0)则通过上位机设定，然后通过以太网总线传输到主控芯片中，代入其算法运算得出输出控制量。

双通道反馈扰动估计补偿驱动器专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。