低速大慣量永磁交流伺服系統(tǒng)速度平穩(wěn)性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前，永磁交流系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人，天文轉(zhuǎn)臺(tái)，電梯，航空航天等先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備中。作為驅(qū)動(dòng)裝置，永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)(PMSM，Permanent Magnet Servo Motor)的性能，在交流伺服系統(tǒng)中，起著決定性的作用，而永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性的研究由來(lái)已久。低速抖動(dòng)或低速爬行，是伺服系統(tǒng)低速不平穩(wěn)最主要的現(xiàn)象，它是指當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低于某一臨界值時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度呈脈動(dòng)現(xiàn)象。產(chǎn)生低速抖動(dòng)的最主要原因?yàn)樗欧到y(tǒng)中存

2、在著摩擦力矩?cái)_動(dòng)。
　　本文針對(duì)伺服系統(tǒng)低速平穩(wěn)性的問(wèn)題，在基于PMAC+IPC控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行PMSM系統(tǒng)的低速實(shí)驗(yàn)，對(duì)低速不平穩(wěn)的現(xiàn)象進(jìn)行研究，分析了伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和速度變化與伺服系統(tǒng)平穩(wěn)性的關(guān)系。通過(guò)采集數(shù)據(jù)標(biāo)定了本實(shí)驗(yàn)伺服系統(tǒng)的最低平穩(wěn)速度;通過(guò)對(duì)由高到低不同速度所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)采集，繪制出角速度與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線(xiàn)。并證明了，給定恒定速度指令時(shí)，該曲線(xiàn)即為摩擦力矩與角速度的關(guān)系曲線(xiàn)。并討論了影響實(shí)驗(yàn)伺服

3、系統(tǒng)爬行和抖動(dòng)的因素。
　　在介紹分析摩擦特性和動(dòng)靜摩擦模型的基礎(chǔ)上，選擇庫(kù)倫+粘滯+靜摩擦模型和Stribeck摩擦模型，結(jié)合模糊PID參數(shù)自整定控制器的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)伺服系統(tǒng)進(jìn)行基于兩種摩擦模型的建模和Matlab/Simulink仿真結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分別對(duì)傳統(tǒng)PID控制的兩種模型和模糊PID控制的兩種模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。得出結(jié)論如下。一:對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，模糊PID參數(shù)自整定控制比單純的PID控制有更好的控制效果。二:對(duì)比于庫(kù)倫+粘滯