作為機器人、高檔數(shù)控機床關(guān)鍵零部件之一的高性能伺服系統(tǒng),目前的主流方案為采用永磁同步電機的交流伺服系統(tǒng),其在電力驅(qū)動領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。當(dāng)考慮永磁交流伺服系統(tǒng)中傳動裝置的彈性因素時,應(yīng)將電機、傳動軸及負(fù)載考慮為雙慣量系統(tǒng)。在雙慣量系統(tǒng)中,當(dāng)不斷拓展的伺服系統(tǒng)帶寬與系統(tǒng)固有機械諧振頻率重疊時,將引發(fā)機械諧振現(xiàn)象。針對機械諧振帶來的危害,本文主要對基于ADRC（Active Disturbance Rejection Control）轉(zhuǎn)速環(huán)控制器的主動抑制方法與基于陷波濾波器的被動抑制方法相結(jié)合的諧振抑制策略展開分析與研究。論文首先介紹了自抗擾控制原理及結(jié)構(gòu),針對單慣量伺服系統(tǒng)設(shè)計了ADRC轉(zhuǎn)速環(huán)控制器,并對不同控制器下的穩(wěn)定性及頻域特性進行分析,為雙慣量系統(tǒng)中的自抗擾控制技術(shù)、諧振抑制奠定基礎(chǔ)。針對傳動裝置剛度較小的永磁交流伺服系統(tǒng),論文進行了雙慣量系統(tǒng)的建模,詳細(xì)分析雙慣量模型特性及機械諧振機理,并根據(jù)諧振頻率與系統(tǒng)極限帶寬的相對位置關(guān)系歸納出三類諧振現(xiàn)象,針對諧振現(xiàn)象的抑制設(shè)計了傳統(tǒng)PI控制器及陷波濾波器。為了提高系統(tǒng)整體性能,論文針對永磁交流伺服系統(tǒng)雙慣量模型,設(shè)計ADRC轉(zhuǎn)... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機械諧振抑制策略
        1.2.2 自抗擾控制技術(shù)在伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 ADRC在單慣量系統(tǒng)中的應(yīng)用
    2.1 PMSM交流伺服系統(tǒng)建模
    2.2 自抗擾控制器的介紹
        2.2.1 ADRC原理和結(jié)構(gòu)
        2.2.2 一階對象的三種LESO設(shè)計
    2.3 LADRC在單慣量系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)中的應(yīng)用
        2.3.1 轉(zhuǎn)速環(huán)LADRC設(shè)計
        2.3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)LADRC穩(wěn)定性分析
        2.3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)LADRC中 LESO的頻域分析
    2.4 MATLAB仿真研究
        2.4.1 仿真條件及參數(shù)說明
        2.4.2 仿真內(nèi)容及分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 雙慣量系統(tǒng)建模及諧振抑制分析
    3.1 雙慣量系統(tǒng)模型及諧振機理分析
        3.1.1 雙慣量系統(tǒng)建模
        3.1.2 雙慣量系統(tǒng)諧振機理分析
    3.2 諧振抑制方法探究
        3.2.1 基于傳統(tǒng)PI控制器的諧振抑制
        3.2.2 基于陷波濾波器的諧振抑制
    3.3 陷波濾波器設(shè)計
        3.3.1 開環(huán)頻率特性的獲取
        3.3.2 陷波濾波器的應(yīng)用實現(xiàn)
    3.4 MATLAB仿真研究
        3.4.1 仿真平臺及參數(shù)說明
        3.4.2 仿真內(nèi)容及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 ADRC在雙慣量系統(tǒng)諧振抑制中的應(yīng)用
    4.1 基于LADRC的諧振抑制
        4.1.1 雙慣量系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)LADRC控制器設(shè)計
        4.1.2 LADRC控制器的參數(shù)選擇及離散化
    4.2 LADRC控制器下的雙慣量系統(tǒng)頻域分析
        4.2.1 LADRC控制器下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)
        4.2.2 LADRC控制器下的系統(tǒng)頻域分析
    4.3 MATLAB仿真研究
        4.3.1 仿真平臺及參數(shù)說明
        4.3.2 仿真內(nèi)容及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ADRC雙慣量系統(tǒng)諧振抑制實驗
    5.1 永磁交流伺服控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
        5.1.1 硬件整體方案設(shè)計
        5.1.2 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.2 雙慣量系統(tǒng)諧振抑制實驗平臺
    5.3 雙慣量系統(tǒng)諧振抑制實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
    1 本文總結(jié)
    2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]永磁同步電機自抗擾控制系統(tǒng)分析研究[J]. 李建.  工業(yè)控制計算機. 2019(03)
[2]轉(zhuǎn)速負(fù)反饋在伺服系統(tǒng)機械諧振抑制中的應(yīng)用研究[J]. 楊影,張杰鳴,徐國卿,王爽,汪飛.  電工技術(shù)學(xué)報. 2018(23)
[3]高精度天線自抗擾伺服控制技術(shù)研究[J]. 劉波.  工程技術(shù)研究. 2018(15)
[4]電動伺服機構(gòu)永磁同步電機的自抗擾控制[J]. 崔業(yè)兵,薛靚,鄭佳偉,曾凡銓,左月飛.  導(dǎo)航定位與授時. 2018(06)
[5]考慮電流環(huán)動態(tài)響應(yīng)的永磁直線同步電機新型線性自抗擾控制[J]. 董家臣,高欽和,陳志翔,牛海龍.  中國電機工程學(xué)報. 2019(08)
[6]基于自抗擾理論的PMSM電流環(huán)控制算法[J]. 王福欣,郜世杰.  上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報. 2018(03)
[7]基于改進的前饋補償自抗擾控制伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)速特性研究[J]. 姜偉,張文華,裘信國,鄭穎.  機電工程. 2018(09)
[8]基于降階自抗擾的永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)[J]. 范婷,唐彬彬,郭小定.  微電機. 2018(07)
[9]陷波濾波器諧振抑制參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 李文濤,白瑞林,朱淵渤.  噪聲與振動控制. 2018(03)
[10]基于SDFT和自適應(yīng)三參數(shù)陷波器的快速機械諧振抑制[J]. 康逸儒,沈漢林,羅欣.  微電機. 2018(05)

碩士論文
[1]基于自抗擾控制器的永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 肖澤民.大連海事大學(xué) 2018
[2]基于自抗擾控制的雙慣量彈性系統(tǒng)諧振抑制[D]. 欒添瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]帶傳動間隙的彈性負(fù)載系統(tǒng)機械諧振機理分析及抑制[D]. 郝亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]交流伺服系統(tǒng)中的諧振問題研究[D]. 谷磊.華中科技大學(xué) 2012



本文編號：3711515