柔性連接的伺服系統(tǒng)諧振抑制與慣量辨識(shí)研究.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)在工業(yè)場(chǎng)合以及日常生活中發(fā)揮著不可替代的作用。經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，伺服技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。然而，隨著智能制造時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代又對(duì)伺服技術(shù)提出了更高的要求。伺服電機(jī)與負(fù)載經(jīng)低剛度連接的柔性伺服系統(tǒng)中存在的機(jī)械諧振問(wèn)題就是制約伺服系統(tǒng)性能提高的重要因素。本文針對(duì)柔性伺服系統(tǒng)中存在的機(jī)械諧振現(xiàn)象及其抑制方法進(jìn)行了研究。
　　首先建立了柔性伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了柔性連接的情況下電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間

2、的傳遞函數(shù)，分析了諧振現(xiàn)象出現(xiàn)的原因及其影響因素并總結(jié)了其影響規(guī)律。
　　提出了基于四階Luenberger觀測(cè)器的諧振抑制方案。通過(guò)配置好觀測(cè)器的極點(diǎn)，可以準(zhǔn)確快速地估計(jì)出連接軸上的扭振轉(zhuǎn)矩。將觀測(cè)到的轉(zhuǎn)矩乘以合適的系數(shù)反饋至轉(zhuǎn)矩電流控制環(huán)節(jié)對(duì)扭振轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償。利用系數(shù)圖表法整定控制器參數(shù)，設(shè)置合適的負(fù)載慣量比，在不增加控制系統(tǒng)的硬件成本的情況下實(shí)現(xiàn)了諧振抑制。
　　電機(jī)和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是影響諧振現(xiàn)象的重要因素，因此有必要

3、對(duì)電機(jī)及負(fù)載慣量進(jìn)行辨識(shí)。本文簡(jiǎn)要介紹了幾種常見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)方案，給出了彈性連接下電機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的方法。
　　通過(guò)仿真對(duì)比了不同慣量辨識(shí)方案的辨識(shí)效果，在分析了其優(yōu)缺點(diǎn)后選取了基于模型參考自適應(yīng)的方法作為最終實(shí)驗(yàn)的辨識(shí)方案。在仿真中加入了所提出的改進(jìn)型諧振抑制方案，針對(duì)不同慣量比的兩慣量系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了方案的有效性。在以DSP為控制核心的1.5kW永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了慣量辨識(shí)算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了辨識(shí)方案的