一种前馈补偿方法、装置、电子设备、存储介质及产品与流程

本申请涉及伺服控制，尤其涉及一种前馈补偿方法、装置、电子设备、存储介质及产品。

背景技术：

1、光学图像稳定（optical image stabilization，ois ）技术在消费电子领域，尤其是智能手机摄像头中，已经成为提升成像质量的关键组件。ois系统通常使用音圈马达驱动镜头完成抖动补偿与对焦动作，其具有显著的二阶弹性特性：固有频率较低、阻尼比偏小，容易在快速对焦或抖动补偿过程中产生超调、振铃、动态一致性差等动态问题。为此业内常采用比例-积分-微分控制器（proportional-integral-differential controller, pid）、模型预测控制、滑模控制等闭环控制策略对其进行运动调控，但现有控制方案在快速动态响应时仍存在以下问题：1.超调（overshoot）难以抑制；2.不同控制器结构间动态特性不一致，难以统一调节；3.被控对象模型间存在差异，难以实现统一的期望的阻尼特性。

2、为解决闭环控制系统阻尼不足、易振荡的问题，相关技术通常引入电子阻尼补偿方法对系统动态特性进行优化。传统电子阻尼方案主要基于速度反馈的微分控制结构实现阻尼增强，虽可在一定程度上抑制系统振铃与超调，但该补偿架构存在根本性缺陷，无法满足高精度、高动态一致性的ois控制需求。首先，传统电子阻尼高度依赖高精度速度反馈信号，而速度信号易受传感器量化噪声、机械结构振动噪声以及传感器带宽限制的干扰，噪声放大与相位延迟问题突出，导致阻尼补偿效果不稳定、鲁棒性差。其次，速度反馈等效引入微分项，会显著放大系统高频噪声，工程上必须配套滤波算法进行降噪处理，进而引入相位滞后，牺牲系统动态响应速度，造成响应快速性与稳定性难以兼顾。最后，传统电子阻尼模块直接嵌入闭环反馈环路，与pid、滑模控制等主控制器参数深度耦合、相互干涉，参数整定复杂、调试成本高，且无法以统一形式嵌入不同控制框架，难以适配多样化的闭环控制系统，通用性与可移植性极差。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种前馈补偿方法、装置、电子设备、存储介质及产品，可以提高闭环控制系统整体阻尼特性。

2、根据本申请的一方面，提供了一种前馈补偿方法，该方法包括：

3、获取闭环控制系统的指标特性信息，并基于所述指标特性信息确定目标阻尼模型；

4、确定所述闭环控制系统中被控对象的动力学模型；

5、基于所述目标阻尼模型及所述动力学模型确定一致性补偿器；

6、将所述一致性补偿器置于所述闭环控制系统中的前馈通路中，使得所述一致性补偿器与所述闭环控制系统中的闭环控制器对所述被控对象进行协同控制；其中，所述一致性补偿器与所述闭环控制器形成并联结构。

7、根据本申请的一方面，提供了一种前馈补偿装置，所述装置包括：

8、目标阻尼模型确定模块，用于获取闭环控制系统的指标特性信息，并基于所述指标特性信息确定目标阻尼模型；

9、动力学模型确定模块，用于确定所述闭环控制系统中被控对象的动力学模型；

10、一致性补偿器确定模块，用于基于所述目标阻尼模型及所述动力学模型确定一致性补偿器；

11、协同控制模块，用于将所述一致性补偿器置于所述闭环控制系统中的前馈通路中，使得所述一致性补偿器与所述闭环控制系统中的闭环控制器对所述被控对象进行协同控制；其中，所述一致性补偿器与所述闭环控制器形成并联结构。

12、根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：

13、至少一个处理器；以及

14、与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

15、存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本申请任一实施例的前馈补偿方法。

16、根据本申请的另一方面，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指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本申请任一实施例的前馈补偿方法。

17、根据本申请的另一方面，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请任一实施例的前馈补偿方法。

18、本申请实施例的技术方案，获取闭环控制系统的指标特性信息，并基于所述指标特性信息确定目标阻尼模型；确定所述闭环控制系统中被控对象的动力学模型；基于所述目标阻尼模型及所述动力学模型确定一致性补偿器；将所述一致性补偿器置于所述闭环控制系统中的前馈通路中，使得所述一致性补偿器与所述闭环控制系统中的闭环控制器对所述被控对象进行协同控制；其中，所述一致性补偿器与所述闭环控制器形成并联结构。本方案一方面可以通过目标阻尼模型设定期望的动态响应，在不改变原有反馈系统的情况下抑制超调，提高闭环控制系统整体阻尼特性；另一方面可以实现一致性补偿器与原有闭环控制器形成并联解耦结构，可通用适配pid控制、滑模控制、模型预测控制等各类闭环控制系统，解决了传统电子阻尼无法通用适配、难以跨系统复用的行业痛点。

19、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种前馈补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标阻尼模型及所述动力学模型确定一致性补偿器，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一致性补偿器与所述闭环控制系统中的闭环控制器对所述被控对象进行协同控制，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别确定所述前馈阻尼控制量对应的目标前馈权重及所述闭环反馈控制量对应的目标闭环反馈权重，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于增大后的所述上一前馈权重确定所述前馈阻尼控制量在所述当前时刻对应的目标前馈权重，包括：

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，目标阻尼模型包括一阶惯性阻尼模型、二阶阻尼模型、高阶线性阻尼模型、非线性或参数时变阻尼模型中的任意一种。

7.一种前馈补偿装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的前馈补偿方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-6中任一项所述的前馈补偿方法。