【摘要】：碼垛機械、包裝機械、分揀機械的正常工作,一般都需要伺服系統(tǒng)或伺服裝置。也正因為如此,伺服技術成為機械系統(tǒng)設計中的關鍵技術之一。巨大的市場需求,推動了伺服技術的快速發(fā)展。本文要研究的是直線伺服裝置,這是通過直線電機驅(qū)動的一類作直線進給的伺服系統(tǒng)。在碼垛機械、包裝機械、分揀機械中,直線伺服裝置都具有非常重要的用途。甚至在數(shù)控加工中心和一些工業(yè)機器人中,也離不開直線伺服裝置的使用。直線伺服裝置在各類機械系統(tǒng)中的運用,有著多方面的性能要求。如果機械系統(tǒng)的直線行程較短,就需要直線伺服裝置能夠給出準確的位置控制,并保證準確的起停,間接涉及到瞬時的速度拉升和下降。對于直線伺服裝置本身而言,不僅控制的范圍要大、動態(tài)特性要好、位置精度要高,還需要具有更高的剛度,避免因控制過程的實施導致諧振。本文以實驗室自有的直線伺服裝置為研究對象,針對其高精度的控制問題,提出了有針對性的控制方法,開展的主要研究工作有:第一,給出了自行構建的直線伺服裝置的實驗平臺和裝置中的直線電機,之后對直線電機的工作原理進行了闡述,從電壓方程、推力方程、機械方程三個角度構建了此種電機的數(shù)學模型。第二,為本文的直線伺服裝置設計了控制器。在控制器的總體結構上,電流環(huán)和位置環(huán)配合共同發(fā)揮控制作用。其中電流環(huán)通過執(zhí)行機構最終作用于直線電機的轉(zhuǎn)矩控制,位置環(huán)則在電流環(huán)之前為電流環(huán)提供輸入。第三,研究了機械諧振的產(chǎn)生機理,并通過實驗確定了本文直線伺服裝置發(fā)生機械諧振的位置在220Hz處。分析了關鍵參數(shù)和負載質(zhì)量對于直線伺服裝置動剛度的影響,實驗表明:比例增益、積分頻率、微分頻率的增加,都會導致系統(tǒng)動剛度的增大;負載質(zhì)量的增加會導致系統(tǒng)動剛度的減小、誘發(fā)諧振,本文直線伺服裝置因負載質(zhì)量變化發(fā)生諧振的頻率位置為150Hz處。第四,分析了陷波處理的諧振抑制機制,并針對本文直線伺服裝置的機械諧振提出了一種基于陷波處理的控制結構。分析了積分處理的諧振抑制機制,并針對本文直線伺服裝置的負載質(zhì)量諧振提出了一種基于積分處理的控制結構。實驗結果表明,提出的陷波處理+積分處理的諧振抑制模型,有效地抑制了機械諧振和負載質(zhì)量諧振。
【圖文】：

１－１邋３０ｉ－ｍｏｄｅｌ邋Ｂ型的直線伺服控制系的控制效果，除了在機械裝置、控制算法也是一種發(fā)展趨勢。一提升控制效果［１５］。另一方面，一法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法、專家系統(tǒng)算提升了伺服控制的效果［１６］。逡逑諧振抑制，是提升伺服控制效果構造的直線伺服控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的，這種方法對于伺服控制中出現(xiàn)自適應諧振抑制方法，通過設置諧

制實驗分析此方法的效果［２６］。逡逑林應壟針對陷波濾波器在抑制伺服系統(tǒng)諧振中的一些問題，提出了雙Ｔ型結構的新逡逑型陷波濾波器，如圖１－２所示，這種方法對于不同伺服系統(tǒng)出現(xiàn)的諧振具有一定的適應逡逑能力，這種適應能力主要是通過傅立葉分時分析定位諧振頻率區(qū)間來實現(xiàn)的［２７］。逡逑，

本文編號：2611055