發(fā)布時間：2020-08-02 12:18

【摘要】：隨著技術(shù)水平不斷提升,交流伺服系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)應用中的應用日益廣泛。由于伺服系統(tǒng)普遍存在柔性負載,使系統(tǒng)產(chǎn)生機械振動現(xiàn)象。本文針對伺服系統(tǒng)中的機械振動現(xiàn)象及其抑制方法進行了研究。首先,本文介紹了柔性伺服系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對國內(nèi)外柔性伺服系統(tǒng)振動抑制的分析設計方法的思想和步驟進行了闡述,建立二質(zhì)量柔性系統(tǒng)的數(shù)學模型,針對低負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行殘留振動抑制,設計輸入整形器的柔性連接負載速度、位置控制結(jié)構(gòu)。引入最優(yōu)輸入整形器,以系統(tǒng)的振動方程建立二次型目標函數(shù),基于優(yōu)化理論分析出使目標函數(shù)最小的輸入整形器。針對數(shù)字控制系統(tǒng)的特點采用了時間最優(yōu)輸入整形器,并提出了其參數(shù)選擇方法,解決了低慣量比振動抑制問題。仿真結(jié)果表明,采用輸入整形技術(shù)既可以抑制殘留振動,同時可以保證運動時間最優(yōu),說明了輸入整形器抑制系統(tǒng)的殘留振蕩的內(nèi)在本質(zhì)。然后,針對受到干擾的柔性伺服系統(tǒng)的電機與負載之間的柔性連接環(huán)節(jié)產(chǎn)生的機械振動,采用了具有選擇性指令濾波的自適應反推法,以抑制系統(tǒng)振動,提高跟蹤精度。Lyapunov函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時實現(xiàn)了精確的位置跟蹤控制。對系統(tǒng)的位置跟蹤控制進行仿真,仿真結(jié)果證明了該方法的可行性,與傳統(tǒng)自適應反推控制相比,該方法具有更加優(yōu)越的性能。最后,對本文的工作內(nèi)容進行概括和總結(jié),指出了本文存在的不足,提出下一階段的研究工作。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM921.541
【圖文】：

圖 3.2 輸入整形器的組成Fig. 3.2 Composition of Input Shaper圖 3.3 整形過程Fig. 3.3 Shaping process最優(yōu)命令的方法考慮了系統(tǒng)的零初始條件。如果這些方法，那么振動就不會被消除。初始條件可能是由于外部干擾或下一個參考命令在系統(tǒng)穩(wěn)定之前出現(xiàn)。也可能是在運動中發(fā)生的期望的位置變化。這種情況實際

圖 3.3 整形過程Fig. 3.3 Shaping process應用時間最優(yōu)命令的方法考慮了系統(tǒng)的零初始條件。如果這些方法應用于剛開始運動的系統(tǒng)，那么振動就不會被消除。初始條件可能是由于外部干擾或先前命令的執(zhí)行錯誤，導致下一個參考命令在系統(tǒng)穩(wěn)定之前出現(xiàn)。初始條件也可能是在運動中發(fā)生的期望的位置變化。這種情況實際上是時間最優(yōu)控制的最大限制之一。在時間最優(yōu)控制的發(fā)展中，假設系統(tǒng)完成計算時間最優(yōu)命令的移動。這個理想情況如圖 3.4 所示。在圖 3.4 的頂部，給出了具有速度限制的柔性系統(tǒng)的二維時間最優(yōu)路徑。圖 3.4 的底部顯示了相應的時間最優(yōu)命令，這些命令將生成時間最優(yōu)軌跡。在移動開始之前，必須計算整個命令，如果系統(tǒng)要達到零殘留振動的期望位置，則必須執(zhí)行整個命令序列。

圖 3.4 時間最優(yōu)控制的理想情況Fig. 3.4 Ideal case of time-optimal control在實際操作條件下，可能需要在運動期間更新期望的結(jié)束位置。這種情況如圖示。系統(tǒng)啟動運動，并由時間最優(yōu)命令驅(qū)動，如圖 3.4 所示。然而，在運動過程需的末端位置更改為工作區(qū)的左上方。這使系統(tǒng)處于非零狀態(tài)，并且需要一個命命令既可以將系統(tǒng)驅(qū)動到新的結(jié)束位置，也可以固定系統(tǒng)狀態(tài)的初始條件。

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本文編號：2778501