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龙图腾网获悉重庆人文科技学院申请的专利一种基于自适应施密斯补偿的电动舵机设计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：CN117055338B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28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：202211673163.7，技术领域涉及：G05B13/02；该发明授权一种基于自适应施密斯补偿的电动舵机设计方法是由吴华丽;李一飞设计研发完成，并于2022-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于自适应施密斯补偿的电动舵机设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一个通过测量舵机舵偏角、舵偏角速度构造施密斯补偿器并采用自适应方法实现舵机快速响应控制的方法。首先舵偏角与舵偏角指令进行对比得到舵偏角误差，再与施密斯补偿器的输出对比得到补偿误差；根据补偿误差、舵偏角速度与补偿误差的积分构造误差滑模，一方面，根据舵系统的控制信号，构造通过滞后运算构造施密斯补偿器，同时采用自适应算法对施密斯补偿中的滞后时间参数进行自适应估计。另一方面通过自适应算法设计滑模控制中的常值干扰补偿项与角速度干扰补偿项，并叠加滑模信号的非线性变化与微分滤波信号，实现舵系统的快速控制。该方法具有舵机响应快速性好的优点。

本发明授权一种基于自适应施密斯补偿的电动舵机设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于自适应施密斯补偿的电动舵机设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S10，采用角度传感器测量电动舵机的舵偏角，记作δ；采用速度传感器，测量电动舵机的舵偏角速度，记作ω； 步骤S20，根据所述的电动舵机的舵偏角信号与电动舵机的输入指令信号进行对比，得到电动舵机的舵偏角误差信号；根据舵偏角误差信号与施密斯补偿器的输出信号进行对比，得到施密斯补偿误差信号，其中施密斯补偿器输出信号初始值设为0；然后根据施密斯补偿误差信号叠加其积分信号以及舵偏角速度信号得到补偿误差滑模信号，然后根据补偿误差滑模信号进行终端非线性变换，得到补偿误差滑模终端变换信号；最后根据补偿误差滑模信号与补偿误差滑模终端变换信号设计施密斯补偿器的滞后时间参数的自适应估计规律如下： e1＝δ-δd； e＝e1-us s1＝k1e+k2ω+k3∫edt； 其中δd为舵机的输入指令信号，us为施密斯补偿器输出信号，第一次解算采用初始值，其初始值设为0，后续解算见下一步；e1为舵机的舵偏角误差信号；e为施密斯补偿误差信号；s1为补偿误差滑模信号，k1、k2、k3为常值参数；ε1为终端非线性变换的常值参数，sa为补偿误差滑模终端变换信号，T2d为施密斯补偿器的滞后时间参数的自适应估计规律；ka3为常值参数，用于调节施密斯补偿器的滞后时间参数自适应收敛速度的快慢； 步骤S30，根据所述的施密斯补偿器的滞后时间参数的自适应估计规律，采用非线性积分解算得到施密斯补偿器的滞后时间参数估计值，然后根据舵机总控制信号与总控制惯性滞后信号进行分数阶近似微分解算得到总控制惯性滞后的增长速率信号；然后根据总控制惯性滞后的增长速率信号进行非线性积分解算得到总控制惯性滞后信号，其中总控制惯性滞后信号与舵机总控制信号的初始值选取为0；再根据总控制惯性滞后信号与其之前的数据作差，得到施密斯补偿器的输出信号如下： 其中为滞后时间参数估计值，u为舵机总控制信号，在第一步解算选取初始值为0，后续解算见下一步；usad为总控制惯性滞后的增长速率信号；usa为总控制惯性滞后信号，T1为施密斯补偿器的常值时间常数；T为常值积分时间参数；τ为滞后时间参数；usan-τT为usa在nT-τ时刻的值；us为施密斯补偿器的输出信号，该输出信号用于解算上一步的施密斯补偿器输出信号； 步骤S40，根据所述的补偿误差滑模终端变换信号进行二阶微分滤波变换，得到补偿误差滑模二阶滤波信号；然后根据所述的补偿误差滑模终端变换信号与补偿误差滑模信号采用非线性自适应方法设计滑模常值干扰参数的增长速率信号与滑模角速度干扰参数的增长速率信号；再分别进行非线性积分得到滑模常值干扰参数与滑模角速度干扰参数；并叠加补偿误差滑模终端变换信号、补偿误差滑模信号、补偿误差滑模二阶滤波信号得到最终的舵机总控制信号，将其输送给直流电机，实现舵机对输入指令的快速跟踪如下： 其中c1、c2、c3、c4为二阶滤波的常值参数，s为二阶滤波器传递函数的微分算子，sb为补偿误差滑模二阶滤波信号；a1d为滑模常值干扰参数的增长速率信号；a2d为滑模角速度干扰参数的增长速率信号；为滑模常值干扰参数；为滑模角速度干扰参数；ka1为常值参数，用于调节滑模常值干扰参数自适应收敛速度的快慢，ka2为常值参数，用于调节滑模角速度干扰参数自适应收敛速度的快慢，k4、k5、k6为常值控制参数，u为舵机总控制信号。

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