一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法，將輸入輸出信號采樣不同的遙操作過程簡化為一雙率采樣系統(tǒng)，利用重采樣的方法建立一個(gè)基于最小采樣的周期輔助模型，并以此估計(jì)重采樣系統(tǒng)的中間狀態(tài)值，由于輸出采樣周期大于重采樣周期，系統(tǒng)的輸出估計(jì)差值并不能直接修正中間狀態(tài)值，故而本文采用了狀態(tài)變化差值即差分的方法對卡爾曼預(yù)測過程中的狀態(tài)估計(jì)值進(jìn)行了修正，本發(fā)明可以對狀態(tài)值已知和未知的兩種情況下的雙率遙操作系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行辨識，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
【專利說明】一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于系統(tǒng)控制參數(shù)辨識領(lǐng)域，具體涉及一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙率系統(tǒng)是對輸入采樣頻率和輸出采樣頻率不同的系統(tǒng)的統(tǒng)稱。雙率系統(tǒng)不僅在化工過程控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在航天技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也具有重要的意義，例如在空間遙操作過程中，通過主端的輸入控制信號對從端的空間機(jī)械臂進(jìn)行控制，輸入控制信號為主端手控器的位置和力矩信號，輸出反饋信號包括遙操作機(jī)器臂關(guān)節(jié)處的位置、速度和力矩信號等，一般情況下，主端控制信號頻率比接收到反饋信號的頻率要高，這一方面與星載計(jì)算機(jī)的處理信號的能力有關(guān)，另一方面也與傳感器的采樣頻率和信息容量有關(guān)，根據(jù)輸入控制信號和輸出反饋信號可以將該遙操作過程的簡化為一雙率系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行辨識從而得出遙操作過程的控制輸出關(guān)系。
[0003]目前針對于多率系統(tǒng)和雙率系統(tǒng)的辨識方法主要有:有力分式傳遞函數(shù)模型辨識方法，頻域模型辨識方法，小波模型辨識方法，狀態(tài)空間模型辨識方法等。其中，狀態(tài)空間法是雙率辨識中的一個(gè)重要方法，其主要是針對離散狀態(tài)空間模型中雙率數(shù)據(jù)不能直接用于辨識，通過“提升技術(shù)”將雙率采樣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為時(shí)不變的單率系統(tǒng)模型，并參考了MOESP, N4SID和CAV等子空間辨識方法對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行辨識，雖然提升技術(shù)將LPTV轉(zhuǎn)化為LTI系統(tǒng)，方便辨識方法的直接應(yīng)用，但也會導(dǎo)致待辨識參數(shù)個(gè)數(shù)及計(jì)算量的增加和辨識精度的不理想，此外，“提升”的框架周期時(shí)間只辨識參數(shù)一次，這樣會造成辨識參數(shù)的收斂周期長，收斂速度較慢。因此，需要一個(gè)新的方法解決利用提升技術(shù)對雙率系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)辨識所面臨的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
`[0004]要解決的技術(shù)問題
[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法。
[0006]技術(shù)方案
[0007]—種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法，其特征在于步驟如下:
[0008]步驟1:采集遙操作輸入控制信號和輸出反饋信號，所述輸入控制信號為主端手控器的位置和力矩信號；所述輸出反饋信號包括遙操作機(jī)器臂關(guān)節(jié)處的位置、速度和力矩信號;
[0009]將遙操作過程簡化為一雙率系統(tǒng)模型，其狀態(tài)空間模型為:
【權(quán)利要求】
1.一種適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:采集遙操作輸入控制信號和輸出反饋信號，所述輸入控制信號為主端手控器的位置和力矩信號；所述輸出反饋信號包括遙操作機(jī)器臂關(guān)節(jié)處的位置、速度和力矩信號; 將遙操作過程簡化為一雙率系統(tǒng)模型，其狀態(tài)空間模型為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于遙操作系統(tǒng)控制參數(shù)的遞階辨識方法，其特征在于: 所述步驟2中Ro和Rr通過下式估算:
【文檔編號】G05B13/04GK103809439SQ201410012676
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】黃攀峰, 鹿振宇, 劉正雄 申請人:西北工業(yè)大學(xué)