半筒焊接進給工作臺伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文以焊接自動化技術(shù)為背景，針對需要自行研制的焊接進給工作臺，主要研究工作臺進給系統(tǒng)的伺服控制技術(shù)，根據(jù)工作臺在實際運行時所將面臨的工件與焊極接觸狀態(tài)檢測、低速運行穩(wěn)定性以及豎直方向?qū)崿F(xiàn)雙電機同步聯(lián)動等問題展開分析并給出解決方案，為焊接進給工作臺的具體實現(xiàn)提供理論基礎(chǔ)。
　　在設(shè)計出進給工作臺控制系統(tǒng)總體方案，并分析了進給傳動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，本文對所面臨的實際問題進行逐一分析解決。首先，提出了通過測量電機輸出扭矩的方法來確保

2、工件與下焊極之間的緊密接觸狀態(tài)，并設(shè)計了一種基于作用力與反作用力的新的應(yīng)變式扭矩測量方案實現(xiàn)該功能。其次利用測得的扭矩信號，來分析工作臺伺服系統(tǒng)低速運行時的摩擦力情況，建立了Stribeck摩擦模型，并依據(jù)此摩擦模型，設(shè)計了基于摩擦前饋補償?shù)腜ID控制算法。利用Matlab進行仿真，其結(jié)果證明摩擦前饋補償控制可以提高伺服系統(tǒng)在低速運行中的穩(wěn)定性，并且能夠減少系統(tǒng)的爬行現(xiàn)象。最后，針對工件跨度較大而引出的豎直方向上雙電機同步聯(lián)動控制問題，

3、提出了差速負反饋控制方法，并分析了該方法在實現(xiàn)電機同步控制中對于系統(tǒng)動靜態(tài)性能所產(chǎn)生的影響。研究和仿真表明，采用比例—積分的差速負反饋方法可以使雙電機系統(tǒng)在跟蹤速度階躍信號時保持同步，在特定情況下甚至可以在跟蹤勻加速指令信號時也能夠保持同步。此外，由差速負反饋控制下的動態(tài)性能分析可得，積分作用的存在將減小系統(tǒng)的阻尼比最大值，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，故此應(yīng)該折衷地考慮其與比例系數(shù)的取值，從而來獲取良好的同步性能。實驗結(jié)果亦驗證了差速負反饋方法