雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)消隙及同步控制方法研究.pdf

1、雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)具有輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在重載場合得到了廣泛應(yīng)用。對(duì)于高精度、高速隨動(dòng)系統(tǒng)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載頻繁換向，難以克服由嚙合間隙造成的傳動(dòng)誤差和回程誤差，嚴(yán)重影響伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和系統(tǒng)性能。此外，當(dāng)系統(tǒng)中兩臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，由于實(shí)際電機(jī)參數(shù)不一致、傳動(dòng)鏈抗扭特性差異、各電機(jī)受到擾動(dòng)不同等因素，都會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)間出現(xiàn)速度同步誤差，極易引發(fā)差速振蕩現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成單臺(tái)電機(jī)過載，甚至機(jī)械軸斷裂

2、，為此必須采取一定的控制方法，保證兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度同步。
　　為消除齒輪嚙合間隙對(duì)系統(tǒng)造成的影響，本文建立了雙永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)含齒隙時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了齒輪嚙合原理，設(shè)計(jì)了基于變偏置力矩的雙電機(jī)消隙控制策略，對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，始終保證至少有一個(gè)小齒輪與大齒輪嚙合，使大齒輪無法在齒隙中自由擺動(dòng)，降低齒隙對(duì)系統(tǒng)的影響，從而精確傳遞力矩、速度和位移。
　　傳統(tǒng)雙PI并行控制下，當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)受到負(fù)載擾動(dòng)

3、時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)之間將出現(xiàn)較大的速度同步誤差，由于兩臺(tái)電機(jī)之間是齒輪剛性連接，極易引發(fā)差速振蕩現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成單臺(tái)電機(jī)過載甚至機(jī)械軸斷裂。針對(duì)該問題，本文結(jié)合滑?？刂扑惴ê徒徊骜詈峡刂平Y(jié)構(gòu)，提出一種轉(zhuǎn)速同步控制策略。該控制策略采用一種積分型滑模速度控制器來提高電機(jī)的抗擾性，并增強(qiáng)了兩臺(tái)電機(jī)之間的速度耦合作用，通過將兩臺(tái)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差信息反饋到兩臺(tái)電機(jī)的電流環(huán)，來快速補(bǔ)償兩臺(tái)電機(jī)之間的速度同步誤差。同時(shí)，本文研究了同步耦合系數(shù)的取值對(duì)系