主动平衡减速器的控制系统与实验研究

发布时间：2017-05-02 02:05

  本文关键词：主动平衡减速器的控制系统与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的发展和对高生产率的不断追求,对机械的速度、精度和负载要求越来越高,而随之引发的惯性作用则越来越显著,由此产生的振动、噪声等问题也越来越严重,造成对机器的工作性能和使用寿命的不良影响。为了适应机械工业高速化和精密化的需求,深入研究机械的平衡问题,探究减小甚至消除由于机械运转中活动构件产生惯性作用的不良影响的新方法,来改善机械的动力性能,就具有了越来越重要的意义。 本文的重点是主动平衡减速器控制系统的设计和相关实验研究,目的是通过对主动平衡减速器控制输入的调节,来实现其减速和主动平衡功能。具体研究内容包括： 首先,基于主动平衡减速器的一种基本构型,进行了主动平衡减速器系统的运动学、动力学分析和优化设计,并对伺服电机的运动轨迹进行了规划。 然后,建立了主动平衡减速器系统的机电耦合动力学模型,进行了主动平衡减速器控制系统的设计,研究了PD控制方案和迭代学习控制方案,并对其进行了仿真分析。 最后,进行了主动平衡减速器控制系统的实验研究,针对自制实验台设计了实验方案,运用不同的控制策略,实现了主动平衡减速器对机械动力性能的调节功能。 本文采取理论研究、计算机仿真和实验研究相结合的技术手段,对主动平衡减速器的控制系统进行了研究,验证了主动平衡减速器改善机械动力性能和减速功能的可行性,为实现主动平衡减速器的工业化应用奠定了理论基础和实践基础。
【关键词】：主动平衡 减速器 机电耦合 学习控制 控制系统 实验研究
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-23
• 1.1 选题背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 机械平衡方法综述12-14
• 1.2.2 机构主动平衡的研究现状14-16
• 1.2.3 减速器的研究现状16-17
• 1.2.4 混合驱动的研究现状17-18
• 1.2.5 智能控制的研究现状18-20
• 1.3 课题来源、研究内容及研究意义20
• 1.4 论文主要研究工作与章节内容安排20-23
• 2 主动平衡减速器及优化设计23-39
• 2.1 主动平衡减速器的设计理念及基本构型23-24
• 2.2 主动平衡减速器系统运动学分析及动力学分析24-31
• 2.2.1 动学分析25-29
• 2.2.2 动力学分析29-31
• 2.3 主动平衡减速器优化设计的研究31-38
• 2.3.1 主动平衡减速器结构参数的优化设计31-32
• 2.3.2 控制电机运动规律的优化设计32-35
• 2.3.3 贝塞尔曲线阶数的选取与优化设计算例35-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 主动平衡减速器的机电耦合动力学模型39-51
• 3.1 交流伺服电机模型39-41
• 3.2 主动平衡减速器系统机电耦合动力学方程41-43
• 3.3 伺服系统参数辨识与整定43-46
• 3.3.1 交流伺服电机的传动模型43-44
• 3.3.2 交流伺服电机的辨识参数44
• 3.3.3 交流伺服电机的参数辨识方法和辨识模型44-46
• 3.4 伺服电机参数辨识实验46
• 3.5 伺服控制器参数整定46-48
• 3.6 伺服系统仿真48-49
• 3.7 本章小结49-51
• 4 主动平衡减速器的控制系统设计51-65
• 4.1 主动平衡减速器的控制系统原理51-52
• 4.1.1 主动平衡减速器控制原理51-52
• 4.1.2 控制系统的技术要求52
• 4.2 PD控制方案52-58
• 4.2.1 PD控制器模型53-54
• 4.2.2 PD控制器参数的优化设计54-56
• 4.2.3 基于PD控制器模型的系统仿真56-58
• 4.3 迭代学习控制方案58-64
• 4.3.1 迭代学习控制的基本原理58-60
• 4.3.2 迭代学习控制模型60-61
• 4.3.3 迭代学习控制器学习增益的选取61-62
• 4.3.4 基于迭代学习控制模型的系统仿真62-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5 主动平衡减速器动态性能以及控制实验65-79
• 5.1 主动平衡减速器系统结构与原理65-71
• 5.1.1 主动平衡减速器实验台65-67
• 5.1.2 主动平衡减速器实验系统工作原理67-69
• 5.1.3 主动平衡减速器实验系统控制软件69-71
• 5.2 实验研究71-77
• 5.2.1 实验方案设计71-73
• 5.2.2 实验所用控制律73-76
• 5.2.3 实验结果分析76-77
• 5.3 本章小结77-79
• 6 结论79-81
• 6.1 全文总结79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 参考文献81-85
• 附录A85-87
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果87-91
• 学位论文数据集#@@

【参考文献】

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本文编号：340060