伺服电机传递函数在线辨识中Simulink输入与低拟合率问题咨询

• 先完成信号链路的线性映射校验：你当前Simulink Signal Builder输出的0~5V信号与Arduino端PWM输出的映射关系需严格对齐，确认0V对应PWM值0、5V对应PWM值1023，排除链路中的偏移误差。
• 补充非线性死区补偿：提前标定伺服的PWM死区、电位计的零漂与非线性段，将死区补偿后的实际控制量作为辨识输入，不可直接使用Signal Builder的原始输出作为辨识输入信号。

• 解决时序错位问题：串口下发控制指令与角度采集需做时间戳同步，避免通信延迟导致的输入输出时序不匹配，该问题是拟合率低的常见诱因。建议下发控制指令后设置等待时间待电机响应再采集角度，导入辨识前先完成所有采集数据的时序对齐。
• 优化采样与滤波：采样频率需至少为伺服系统带宽的5~10倍，满足奈奎斯特采样准则；对电位计原始采样数据做零相位滤波处理，过滤机械振动、电磁干扰带来的噪声，噪声过大会大幅降低辨识拟合度。

• 替换原有的简单可变输入信号，换用*伪随机二进制序列（PRBS）*作为辨识输入，信号幅值覆盖实际工作的全范围，频段覆盖系统的工作带宽，确保充分激发系统的全部动态特性，避免窄带输入导致的系统特性拟合不全。

• 模型阶数选择适配伺服位置环的常规结构，优先选择二阶或三阶带纯滞后的结构，避免阶数过低无法覆盖动态特性、阶数过高出现过拟合。
• 如果系统存在死区、饱和等明显非线性特性时需在辨识模型中补充非线性模块，线性传递函数无法拟合非线性特性，会直接导致拟合率偏低。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HDne