本文關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)中抑制機(jī)械諧振方法的研究

  更多相關(guān)文章： 二質(zhì)量系統(tǒng) 加速度反饋 低通濾波器 快速終端滑模 自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面

【摘要】：伺服系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在伺服系統(tǒng)中,因?yàn)殡姍C(jī)和負(fù)載間的傳動(dòng)裝置不是理想剛體,系統(tǒng)容易產(chǎn)生機(jī)械諧振。機(jī)械諧振會(huì)降低伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能,甚至?xí)瓜到y(tǒng)變得不穩(wěn)定。本文針對(duì)傳動(dòng)裝置不是理想剛體的伺服系統(tǒng),從控制的角度研究了機(jī)械諧振的抑制方法,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)建立了二質(zhì)量系統(tǒng)的模型,討論了利用一般形式的控制器配置系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)來(lái)消除機(jī)械諧振的方法,根據(jù)系統(tǒng)的期望性能配置系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn),給出了控制器參數(shù)的選取規(guī)則,并分析了每種主導(dǎo)極點(diǎn)配置方法的適用范圍。文中主要研究了閉環(huán)傳遞函數(shù)分母階次為三和四時(shí)的情況,指出了利用IP控制器配置系統(tǒng)極點(diǎn)相比利用傳統(tǒng)PI控制器配置系統(tǒng)極點(diǎn)的優(yōu)越性。(2)針對(duì)IP控制器不能配置任意負(fù)載慣量比的二質(zhì)量系統(tǒng)的極點(diǎn)的問題,分析了電機(jī)側(cè)加速度反饋對(duì)二質(zhì)量系統(tǒng)的影響,指出利用電機(jī)側(cè)加速度反饋能夠任意改變二質(zhì)量系統(tǒng)的等效負(fù)載慣量比。同時(shí),討論了負(fù)載側(cè)加速度反饋對(duì)二質(zhì)量系統(tǒng)的影響,指出利用負(fù)載側(cè)加速度反饋可以任意改變二質(zhì)量系統(tǒng)的等效諧振頻率,通過將系統(tǒng)的等效諧振頻率調(diào)節(jié)到工作帶寬之外來(lái)消除機(jī)械諧振的影響。(3)針對(duì)諧振頻率較低的二質(zhì)量系統(tǒng),研究了基于低通濾波器的機(jī)械諧振抑制方法,設(shè)計(jì)了使電機(jī)端輸入輸出特性近似等效為參考模型輸入輸出特性的低通濾波器,同時(shí)設(shè)計(jì)了基于參考模型的快速終端滑模控制律,保證了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能。理論分析和仿真結(jié)果都證實(shí)了此種方法抑制伺服系統(tǒng)機(jī)械諧振的有效性。(4)針對(duì)部分參數(shù)未知且負(fù)載側(cè)存在摩擦的二質(zhì)量系統(tǒng),研究了基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面算法的控制方法,利用摩擦的連續(xù)可微模型構(gòu)造了二質(zhì)量系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式,設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面算法的控制律,抑制了摩擦環(huán)節(jié)和機(jī)械諧振對(duì)系統(tǒng)的影響,保證了負(fù)載的動(dòng)態(tài)跟蹤性能。最后,仿真驗(yàn)證了此種方法的有效性。最后,總結(jié)了文中研究的幾種機(jī)械諧振抑制方法,并以此為基礎(chǔ)展望了未來(lái)消除機(jī)械諧振的方法。
【關(guān)鍵詞】：二質(zhì)量系統(tǒng) 加速度反饋 低通濾波器 快速終端滑模 自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH113.1;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究近況及發(fā)展趨勢(shì)11-17
• 1.2.1 諧振抑制方法研究11-14
• 1.2.2 狀態(tài)觀測(cè)器的研究14-15
• 1.2.3 滑模算法的研究15-16
• 1.2.4 動(dòng)態(tài)面算法研究16-17
• 1.3 主要問題及挑戰(zhàn)17
• 1.4 本文主要內(nèi)容17-19
• 第2章 二質(zhì)量系統(tǒng)模型和機(jī)械諧振抑制19-49
• 2.1 引言19
• 2.2 二質(zhì)量系統(tǒng)的模型19-23
• 2.3 配置主導(dǎo)極點(diǎn)抑制機(jī)械諧振23-42
• 2.4 仿真結(jié)果42-48
• 2.5 本章小結(jié)48-49
• 第3章 基于電機(jī)和負(fù)載加速度反饋的機(jī)械諧振抑制49-63
• 3.1 引言49-50
• 3.2 利用加速度反饋抑制機(jī)械諧振50-55
• 3.2.1 利用電機(jī)側(cè)加速度反饋抑制機(jī)械諧振50-51
• 3.2.2 利用負(fù)載側(cè)加速度反饋抑制機(jī)械諧振51-55
• 3.3 基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的加速度觀測(cè)器設(shè)計(jì)55-58
• 3.3.1 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器55-56
• 3.3.2 電機(jī)側(cè)和負(fù)載側(cè)加速度觀測(cè)器設(shè)計(jì)56-58
• 3.4 仿真結(jié)果58-62
• 3.4.1 電機(jī)側(cè)和負(fù)載側(cè)的加速度觀測(cè)器仿真59-60
• 3.4.2 電機(jī)側(cè)加速度反饋抑制機(jī)械諧振仿真60-61
• 3.4.3 負(fù)載側(cè)加速度反饋抑制機(jī)械諧振仿真61-62
• 3.5 本章小結(jié)62-63
• 第4章 基于低通濾波器的機(jī)械諧振抑制63-79
• 4.1 引言63
• 4.2 利用低通濾波器抑制機(jī)械諧振63-68
• 4.2.1 擾動(dòng)觀測(cè)器63-64
• 4.2.2 控制器設(shè)計(jì)64-68
• 4.3 低通濾波器的設(shè)計(jì)68-73
• 4.3.1 低通濾波器的形式69-71
• 4.3.2 低通濾波器帶寬設(shè)計(jì)71
• 4.3.3 低通濾波器階次設(shè)計(jì)71-73
• 4.4 仿真結(jié)果73-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第5章 基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面算法的二質(zhì)量系統(tǒng)控制79-89
• 5.1 引言79-80
• 5.2 利用自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面算法控制二質(zhì)量系統(tǒng)80-85
• 5.2.1 二質(zhì)量系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式81
• 5.2.2 自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面算法控制律設(shè)計(jì)81-85
• 5.3 仿真結(jié)果85-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單97-98
• 致謝98

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本文編號(hào)：921736