數(shù)字式直流伺服系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、直流電機(jī)應(yīng)用廣泛，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的伺服控制研究比較成熟，本課題的研究目的在于通過(guò)對(duì)電機(jī)參數(shù)的辨識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)直流伺服系統(tǒng)的控制器，使直流伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試變得簡(jiǎn)單。
　　本文利用最小二乘法實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，進(jìn)行了PID控制器設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了參數(shù)辨識(shí)算法和PID控制算法的可行性和實(shí)用性。本文主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)根據(jù)直流伺服控制系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)的基于DSP的數(shù)字控制平臺(tái)，進(jìn)行了硬件方案的設(shè)計(jì)，控制

2、算法的軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了基于LabVIEW平臺(tái)的串行通訊軟件。
　　(2)采用最小二乘法實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的電感、電阻、阻尼系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的測(cè)量，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可行性和實(shí)用性,為PID控制器的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　(3)利用最小二乘辨識(shí)算法得到的電機(jī)參數(shù)，設(shè)計(jì)電流環(huán)PI控制器和位置環(huán)PID控制器。實(shí)現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)的伺服控制，使伺服系統(tǒng)在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)位置跟蹤精度達(dá)到了0.18±，勻速時(shí)速度跟蹤的紋波為4±r

3、/min，伺服系統(tǒng)的性能達(dá)到了預(yù)期的要求。
　　(4)為了提高伺服系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力，在PID控制的基礎(chǔ)上增加Luenberger觀測(cè)器來(lái)觀測(cè)加速度，進(jìn)行加速度反饋。通過(guò)仿真分析，表明增加加速度反饋可以顯著提高系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的抑制能力。
　　本文的系統(tǒng)的仿真和實(shí)驗(yàn)表明最小二乘法可以有效地測(cè)量直流電機(jī)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的PID控制器能夠?qū)崿F(xiàn)伺服的高精度控制。參數(shù)辨識(shí)與PID控制相結(jié)合可以方便、有效地實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的伺服控制