技術(shù)特征：

1.一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

S1：選擇激勵信號激勵所述伺服系統(tǒng)，采集所需要的輸入信號u(k)、輸出信號y(k)及速度信號ω(k)，建立離線數(shù)據(jù)庫；

S2：選擇理想伯德函數(shù)，并構(gòu)建所述伺服系統(tǒng)的參考模型，并對進(jìn)行離散，獲得離散的參考模型T(z)；

S3：根據(jù)鄰域選擇準(zhǔn)則，確定相似樣本數(shù)據(jù)；

S4：根據(jù)選取的相似樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階IP控制器參數(shù)的自校正并進(jìn)行所述離線數(shù)據(jù)庫的更新，其具體包括如下步驟：

S11：計(jì)算虛擬參考輸入信號以及相應(yīng)的誤差信號e(k):

S12：選取合適的濾波器對所述輸入信號u(k)、誤差信號e(k)和速度信號ω(k)進(jìn)行濾波處理：

e_L(k)＝L(z)e(k)

u_L(k)＝L(z)u(k)

ω_L(k)＝L(z)ω(k)

其中，W為設(shè)定的權(quán)重因子；

S13：使用位置環(huán)分?jǐn)?shù)階IP控制器時(shí)，伺服驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)際輸入信號為：

其中：

其中：λ、K_p、K_l和K_s為分?jǐn)?shù)階IP控制器參數(shù)，λ為分?jǐn)?shù)階階次，K_p為速度環(huán)比例系數(shù)，K_l為速度環(huán)積分系數(shù)，K_s為位置環(huán)比例系數(shù)；

S14：以分?jǐn)?shù)階IP控制器參數(shù)為優(yōu)化變量，分?jǐn)?shù)階IP控制器綜合性能為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建分?jǐn)?shù)階IP控制器優(yōu)化模型：

其中：N為設(shè)定的數(shù)據(jù)序列個(gè)數(shù)，k為表示的是當(dāng)前的運(yùn)行時(shí)刻，Δθ_k表示系統(tǒng)控制器參數(shù)的變化量，e′(k)表示為當(dāng)前的跟隨誤差，t_r為系統(tǒng)的上升時(shí)間，ω₁為誤差收斂速度權(quán)重系數(shù)，ω₂為超調(diào)量的權(quán)重系數(shù)，ω₃為上升時(shí)間的權(quán)重系數(shù)，ω₄為控制器參數(shù)變化量的權(quán)重系數(shù)，|| ||₂表示矩陣的范數(shù)；

S15：對分?jǐn)?shù)階階次λ進(jìn)行尋優(yōu)；

S16：采用優(yōu)化算法對分?jǐn)?shù)階IP控制器的其他參數(shù)A＝[K_p K_l K_s]進(jìn)行尋優(yōu)；

S17：根據(jù)分?jǐn)?shù)階階次λ尋優(yōu)結(jié)果，確定最優(yōu)分?jǐn)?shù)階階次λ值，設(shè)相鄰兩次尋優(yōu)結(jié)果為λ₁，λ₂，則：

若：則最優(yōu)階次λ位于區(qū)間[a,λ₂]中，并且使用該范圍返回步驟S15進(jìn)行下一次迭代尋優(yōu)；否則，最優(yōu)階次λ位于區(qū)間[λ₁,b]中，返回步驟S15進(jìn)行下一次迭代尋優(yōu)；

當(dāng)尋優(yōu)結(jié)果|λ₁-λ₂|滿足預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)，即獲得了分?jǐn)?shù)階IP控制器的最優(yōu)階次λ，進(jìn)而確定所述IP控制器的其他參數(shù)的最優(yōu)解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述理想伯德函數(shù)用如下的公式表示：

其中，γ為理想伯德函數(shù)的階次，為穿越頻率，s為復(fù)變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述參考模型為：

其中，γ為理想伯德函數(shù)的階次，為穿越頻率，s為復(fù)變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述離散參考模型T(z)是利用分?jǐn)?shù)階微積分對所述參考模型進(jìn)行離散化處理得到:

其中：T是采樣時(shí)間，n表示的是迭代執(zhí)行計(jì)算的次數(shù)，Γ(x)表示的是伽瑪函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述鄰域選擇準(zhǔn)則為：

d(x_k,x_q)＝||x_k-x_q||₂

其中，x_k為查詢向量，x_q為新采集得到的輸入和輸出數(shù)據(jù)序列，α_k為Δx_k＝x_k-x_k-1和Δx_q＝x_q-x_q-1之間的夾角，η為介于0到1之間的權(quán)重因子。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述查詢向量x_k為：

x_k＝[-y(k-1)u(k-1)]^T

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述新采集得到的輸入和輸出數(shù)據(jù)序列x_q為：

x_q＝[-y(q-1)u(q-1)]^T

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述分?jǐn)?shù)階階次λ采用黃金選擇法對其進(jìn)行尋優(yōu)：

其中，a和b分別表示分?jǐn)?shù)階IP控制器階次的上下尋優(yōu)范圍，a∈(0,2)，b∈(0,2)，且a≤b。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述優(yōu)化算法采用粒子群算法：

其中，k’表示當(dāng)前迭代次數(shù)；i＝1，2，3…為粒子的編號；A表示待辨識的系統(tǒng)參數(shù)，表示的是當(dāng)前位于解空間的位置；表示的是當(dāng)前的移動速度，c₁,c₂是加速度常數(shù)；rand₁,rand₂為0到1的隨機(jī)數(shù)，pbest_ij和gbest_ij分別表示局部最優(yōu)解和全局最優(yōu)解。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分?jǐn)?shù)階的伺服系統(tǒng)位置IP控制器無模型自校正方法，其特征在于：所述激勵信號為幅值分布服從高斯分布的高斯白噪聲。