三质量伺服系统定位抖振抑制技术

发布时间：2017-08-14 07:19

  本文关键词：三质量伺服系统定位抖振抑制技术

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【摘要】：永磁同步伺服系统广泛应用于自动化设备中,其控制目标为对给定的指令信号能实现快速响应,跟踪误差小,稳态精度高。伺服系统中振动问题普遍存在,如果不加以抑制,会使设备的精度降低,恶化了伺服系统的动态响应性能,限制了伺服系统高精度、高性能的应用。本文主要针对伺服系统中的定位抖振问题进行研究。对于刚性伺服系统,控制器参数配置不合理,会引起电机振动;对于含弹性传动机构的伺服系统,由于弹性因素的存在,快速定位时也会出现电机及负载的振动。本文首先对刚性伺服系统基本的位置环控制结构进行改进,加入前馈环节及调整增益,实现位置闭环传函为1的理论设计,再根据实际实验条件适当调整,以使系统在避免控制器引起的振荡的同时,动态响应更快,且参数调节更简单方便,通过仿真及实验验证其有效性。其次针对存在弹性传动机构的伺服系统,首先分析双惯量伺服系统定位抖振原因,在Matlab仿真中采用陷波滤波器法和位置信号补偿法对其定位抖振进行抑制。参照双惯量系统分析方法,进一步对三质量弹性系统的定位抖振原因进行分析,将采用陷波滤波器抑制定位抖振的方法拓展到三质量系统中,通过Matlab初步验证其有效性。最后在三质量实物平台上,将控制参数设计方案与陷波滤波器法结合,实现对三质量伺服系统定位抖振抑制的同时,减弱陷波滤波器引起的相角滞后问题,使系统响应加快。
【关键词】：控制参数整定 双惯量系统 三质量系统 机械谐振 定位抖振抑制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM921.541
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及研究的目的与意义8-9
• 1.2 国内外该方向的研究及发展现状9-14
• 1.2.1 伺服系统的发展现状9-10
• 1.2.2 刚性伺服系统的控制参数整定10-11
• 1.2.3 弹性伺服系统的定位抖振抑制技术11-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 刚性系统控制参数设计15-26
• 2.1 刚性系统位置伺服控制结构15-20
• 2.1.1 速度控制器参数Kps,Kis设计16-17
• 2.1.2 前馈增益Kpf1,Kpf2的设计17-18
• 2.1.3 位置控制器增益Kpp的设计18-19
• 2.1.4 调整增益Kg的设计19-20
• 2.2 刚性系统参数整定仿真20-24
• 2.2.1 Kpf1=0 时，Kg对位置及速度响应的影响21-22
• 2.2.2 Kg=1 时，Kpf1对位置及速度响应的影响22-24
• 2.2.3 相同控制参数，，不同速度给定时位置及速度响应情况24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 双质量弹性系统定位末端抖振抑制26-37
• 3.1 双质量弹性系统传动模型26-28
• 3.2 陷波滤波器抑制双质量系统定位末端抖振28-34
• 3.2.1 双质量系统中位置环带宽对位置响应的影响29-30
• 3.2.2 陷波滤波器抑制双质量系统定位抖振效果30-34
• 3.3 位置信号补偿法抑制双质量系统定位末端抖振34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 三质量弹性系统定位末端抖振抑制37-46
• 4.1 三质量弹性系统传动模型37-40
• 4.2 陷波滤波器抑制三质量系统定位末端抖振40-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 三质量弹性伺服系统定位抖振抑制实验46-65
• 5.1 刚性系统的参数设计方法测试46-55
• 5.1.1 前馈环节对位置响应时域特性的影响46-52
• 5.1.2 前馈环节对位置响应频域特性的影响52-55
• 5.2 三质量弹性伺服系统定位抖振抑制实验55-64
• 5.2.1 基于陷波滤波器方法的定位抖振抑制效果实验55-60
• 5.2.2 前馈环节在三质量弹性系统中的影响60-64
• 5.3 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间发表的学术论文71-73
• 致谢73

【参考文献】

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1 李秋影;两惯量旋转系统振动抑制方法的研究[D];大连交通大学;2008年

本文编号：671416