柔性连接的伺服系统谐振抑制与惯量辨识研究

发布时间：2017-11-23 22:11

  本文关键词：柔性连接的伺服系统谐振抑制与惯量辨识研究

  更多相关文章： 柔性伺服 扰动观测器 谐振抑制 惯量辨识

【摘要】：交流伺服系统在工业场合以及日常生活中发挥着不可替代的作用。经过近几十年的发展,伺服技术已经日趋成熟。然而,随着智能制造时代的到来,工业自动化产业更新换代又对伺服技术提出了更高的要求。伺服电机与负载经低刚度连接的柔性伺服系统中存在的机械谐振问题就是制约伺服系统性能提高的重要因素。本文针对柔性伺服系统中存在的机械谐振现象及其抑制方法进行了研究。首先建立了柔性伺服系统的数学模型推导了柔性连接的情况下电机转速和负载转速与电磁转矩之间的传递函数,分析了谐振现象出现的原因及其影响因素并总结了其影响规律。提出了基于四阶Luenberger观测器的谐振抑制方案。通过配置好观测器的极点,可以准确快速地估计出连接轴上的扭振转矩。将观测到的转矩乘以合适的系数反馈至转矩电流控制环节对扭振转矩进行补偿。利用系数图表法整定控制器参数,设置合适的负载惯量比,在不增加控制系统的硬件成本的情况下实现了谐振抑制。电机和负载的转动惯量是影响谐振现象的重要因素,因此有必要对电机及负载惯量进行辨识。本文简要介绍了几种常见的转动惯量辨识方案,给出了弹性连接下电机和负载转动惯量辨识的方法。通过仿真对比了不同惯量辨识方案的辨识效果,在分析了其优缺点后选取了基于模型参考自适应的方法作为最终实验的辨识方案。在仿真中加入了所提出的改进型谐振抑制方案,针对不同惯量比的两惯量系统的仿真结果验证了方案的有效性。在以DSP为控制核心的1.5kW永磁同步电机控制系统中实现了惯量辨识算法,通过实验结果验证了辨识方案的有效性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM921.541

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本文编号：1219991