雙慣量傳動系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設計.pdf

1、電力拖動系統(tǒng)中,經(jīng)常會使用到傳動軸、減速器、聯(lián)軸器等傳動裝置連接電機和負載。在一定的條件下,可以認為這些傳動連接裝置是剛性的,但在很多情況下,需要考慮傳動裝置的彈性,因為傳動裝置彈性的存在會引起傳動系統(tǒng)產(chǎn)生機械諧振現(xiàn)象,降低系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,影響生產(chǎn)質(zhì)量,甚至使系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。
　　為了較好的抑制機械諧振,需要將部分或全部系統(tǒng)狀態(tài)反饋回控制器,這些系統(tǒng)狀態(tài)(如負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸矩等)直接測量存在困難,因此需要設計狀態(tài)觀測器對其進行

2、估計。在狀態(tài)觀測器設計過程中,首先要確定雙慣量彈性系統(tǒng)模型中的固有參數(shù),如驅(qū)動側和負載側的轉(zhuǎn)動慣量、傳動軸的剛度系數(shù)等。若負載側的轉(zhuǎn)動慣量、傳動軸剛度系數(shù)未知的情況下,還需先對負載慣量、軸剛度進行辨識,才能建立正確的觀測器模型。
　　本文首先研究了轉(zhuǎn)動慣量辨識原理,設計了轉(zhuǎn)動慣量在線辨識(passive-online)方法,在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下,能夠辨識得到負載轉(zhuǎn)動慣量值,并結合掃頻法測試得到的系統(tǒng)諧振頻率計算出傳動軸剛度

3、系數(shù),確定了雙慣量彈性系統(tǒng)模型中的相應參數(shù)。
　　在研究Luenberger觀測器基本結構及存在條件的基礎上,建立了雙慣量彈性系統(tǒng)狀態(tài)方程,并驗證了其滿足系統(tǒng)能觀性條件,設計了用于估測系統(tǒng)各項狀態(tài)(負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸矩)的觀測器模型,并對觀測器極點位置進行配置。
　　最后對轉(zhuǎn)動慣量辨識條件、辨識精度進行了測試;將實物雙慣量彈性系統(tǒng)的狀態(tài)(負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸矩)測量值與通過狀態(tài)觀測器算法得到的狀態(tài)觀測值進行了對比,當觀測器極點