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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种未知伺服系统的前馈补偿装置及前馈系数自整定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119758707B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411937021.6，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种未知伺服系统的前馈补偿装置及前馈系数自整定方法是由徐殿国;张庆;赵俊宇设计研发完成，并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种未知伺服系统的前馈补偿装置及前馈系数自整定方法在说明书摘要公布了：一种未知伺服系统的前馈补偿装置及前馈系数自整定方法，属于电机伺服控制技术领域。包括位置信号微分模块、力矩前馈模块、速度前馈模块、PID控制器、模型辨识模块及前馈系数计算模块。方法如下：未知伺服系统的惯量类型判断；模型参数辨识；力矩前馈系数的整定计算；速度前馈系数的整定计算。本发明能在极短时间内实现伺服系统负载惯量类型的判断及模型参数的精准辨识，实现对被控对象模型的高阶精准逼近，将系统延时因素考虑在内，利用高阶逼近获取精准的前馈补偿信号，解决了前馈整定时间长、系统负载惯量模型兼容性差、前馈补偿精度不足的问题。

本发明授权一种未知伺服系统的前馈补偿装置及前馈系数自整定方法在权利要求书中公布了：1.一种未知伺服系统的前馈补偿装置的前馈系数自整定方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： S1：未知伺服系统的惯量类型判断； 所述S1包括如下步骤： S101：通过扫频注入的方式获取伺服系统速度环被控对象的频响特性曲线，即负载特性曲线； S102：利用Savitzky-Golay滤波方法对获取的原始的负载特性曲线进行平滑处理； S103：定义双惯量负载伺服系统的电机负载模型的理想传递函数： 1 式1中： 为电机传动系统的总转动惯量； 为负载转动惯量； 为电机转动惯量； 为电机传动系统的转矩系数； 为电机传动系统的扭转弹性系数； s为传递函数的拉普拉斯算子； S104：根据获取的负载特性曲线，通过幅频特性曲线的极值搜索和相频特性曲线的相位突变双重验证自动检测检测电机负载模型中是否存在成对的谐振频率点，根据检测结果判断负载惯量类型，即单惯量负载伺服系统或双惯量负载伺服系统； 若存在成对的谐振频率点，则记录系统反谐振频率和系统谐振频率；反之，则进行S2； S2：模型参数辨识； 所述S2包括如下步骤： S201：根据获取的负载特性曲线中幅频特性曲线中低频段数据的最小二乘拟合得到等效系统总转动惯量JKt； S202：根据获取的负载特性曲线中相频特性曲线中低频段数据的最小二乘拟合得到速度环等效系统延时Ts； S203：根据获取的负载特性曲线及写入的速度环控制器参数计算转换得到速度环闭环频响特性曲线及位置环被控对象频响特性曲线： 2 式2中： Gp-plants为位置环被控对象传递函数； Gss为速度环闭环传递函数； Gcs为速度环控制器传递函数； Gs-plants为速度环被控对象传递函数； S204：在处理外环位置环参数整定问题时，将内环速度环闭环特性看作整体的延时环节，故位置环被控对象传递函数表达式转换为，因此，根据获取的位置环被控对象频响特性曲线中相频特性曲线中低频段数据的最小二乘拟合得到位置环等效系统延时Tp； S3：力矩前馈系数的整定计算； 所述S3包括如下步骤： S301：定义力矩前馈信号补偿处到负载端角度输出的传递函数： 3 式3中： 为电机端转速到负载端转速的系统传递函数； S302：对速度环的系统延时环节进行一阶惯性近似等效，得到最终的传递函数： 4 S303：对伺服系统进行前馈控制，则力矩前馈模块中的系统传递函数为： 5 S304：分别对应得到各阶次力矩前馈系数； 所述S304包括如下步骤： S30401：根据获取的等效系统总转动惯量JKt确定力矩前馈二阶微分系数； S30402：根据获取的等效系统总转动惯量JKt及速度环等效系统延时Ts确定力矩前馈三阶微分系数； S30403：根据获取的等效系统总转动惯量JKt及谐振频率系统谐振频率fN确定力矩前馈四阶微分系数； S30404：根据获取的等效系统总转动惯量JKt、谐振频率系统谐振频率fN及速度环等效系统延时Ts确定力矩前馈五阶微分系数； S30405：如果在判断负载惯量类型时获取的负载特性曲线未检测到谐振频率点，即判断为单惯量负载，则； S4：速度前馈系数的整定计算； 所述S4包括如下步骤： S401：定义速度前馈信号补偿处到负载端角度输出的传递函数： 6 S402：对位置环等效系统延时环节进行一阶惯性近似等效，得到最终的传递函数： 7 S403：对伺服系统进行前馈控制，则速度前馈模块中的系统传递函数为： S404：分别对应得到各阶次速度前馈系数； 所述S404包括如下步骤： S40401：取速度前馈一阶微分系数； S40402：根据获取的位置环等效系统延时Tp确定速度前馈二阶微分系数； S40403：根据获取的谐振频率系统反谐振频率fA确定速度前馈三阶微分系数； S40404：根据获取的谐振频率系统反谐振频率fA和位置环等效系统延时Tp确定速度前馈四阶微分系数； S40405：如果在判断负载惯量类型时获取的负载特性曲线未检测到谐振频率点，即判断为单惯量负载，则。

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