伺服系統(tǒng)柔性連接負(fù)載控制方法研究.pdf

1、工業(yè)應(yīng)用中普遍存在柔性連接負(fù)載，可能使伺服系統(tǒng)在速度、位置控制中產(chǎn)生振蕩或強(qiáng)迫伺服系統(tǒng)降低響應(yīng)，影響伺服系統(tǒng)的控制品質(zhì)，因此研究柔性負(fù)載控制的振蕩抑制問題對提高伺服系統(tǒng)性能具有重要意義。本文以伺服系統(tǒng)柔性負(fù)載控制方法為主線，在廣泛總結(jié)國內(nèi)外研究工作的基礎(chǔ)上，基于柔性負(fù)載二質(zhì)量系統(tǒng)模型展開分析，采用理論推導(dǎo)、數(shù)值仿真與物理實驗相結(jié)合的研究方法，針對不同頻率范圍內(nèi)的振蕩現(xiàn)象進(jìn)行了有針對性的抑制方法研究。主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　針

2、對遠(yuǎn)低于速度環(huán)開環(huán)-180°穿越頻率的低頻振蕩，采用基于IP速度調(diào)節(jié)器的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行振蕩抑制，提出了虛實結(jié)合與基于擴(kuò)展反饋結(jié)構(gòu)的極點配置方法，有效拓展了傳統(tǒng)極點配置法的慣量比適用范圍，實現(xiàn)了較大慣量比范圍內(nèi)低頻振蕩的有效抑制。
　　針對頻率稍高，但仍低于速度環(huán)穿越頻率的中頻振蕩，采用負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器構(gòu)成擴(kuò)展反饋結(jié)構(gòu)進(jìn)行振蕩抑制，根據(jù)可調(diào)慣量比控制的思想與系數(shù)圖法確定了擴(kuò)展反饋增益與控制器參數(shù)的計算方法。在此基礎(chǔ)上分析了非理想反饋對控

3、制性能的影響，并根據(jù)理論分析與仿真結(jié)果提出了觀測器帶寬選擇的原則，部分解決了中頻振蕩抑制問題。
　　針對速度環(huán)穿越頻率附近的高頻諧振，采用基于自適應(yīng)陷波器的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行抑制。針對較高阻尼系數(shù)造成的諧振頻率檢測偏差，運(yùn)用描述函數(shù)法分析其成因，并提出了一種基于自調(diào)整低通濾波器的校正方法，提高了自適應(yīng)陷波器的可靠性，確保了高頻諧振的有效抑制。
　　針對低負(fù)載慣量比情況下干擾力矩較小的情況，采用基于開環(huán)控制原理的輸入整形器進(jìn)行抑制，