交流伺服系統(tǒng)現(xiàn)廣泛應(yīng)用與工業(yè)控制領(lǐng)域,在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等常見的機(jī)械結(jié)構(gòu)中,普遍存在著機(jī)械諧振、干擾問題及動(dòng)態(tài)跟隨差的現(xiàn)象。在商用伺服智能控制中,智能化算法——免調(diào)整功能均能解決上述現(xiàn)象,并且無需人為干預(yù)便可完成,真正做到“黑匣子”功能。免調(diào)整功能可同時(shí)解決慣量變化的剛度設(shè)置與振動(dòng)抑制問題,充分展示了新型高頻化伺服系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。故而對(duì)于研究免調(diào)整功能是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的必經(jīng)之路,其對(duì)于提高伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定、精度有重要意義。本文提出參數(shù)免調(diào)試技術(shù)即通過在線辨識(shí),自動(dòng)判別系統(tǒng)機(jī)械參數(shù),自動(dòng)匹配控制器剛度與參數(shù),利用評(píng)價(jià)函數(shù)與轉(zhuǎn)矩、位置、轉(zhuǎn)速閾值實(shí)時(shí)判定系統(tǒng)狀態(tài);在此基礎(chǔ)上,開啟相應(yīng)的補(bǔ)償回路,同時(shí)控制補(bǔ)償系數(shù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償反饋強(qiáng)度,得到穩(wěn)定高跟隨性能的伺服系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下:首先,利用安川sigma7進(jìn)行的參數(shù)自整定策略與免調(diào)整功能性能對(duì)比,在此基礎(chǔ)上提出參數(shù)免調(diào)試技術(shù)的復(fù)合控制架構(gòu),并利用獲取的轉(zhuǎn)速與電流信息準(zhǔn)確辨識(shí)系統(tǒng)機(jī)械參數(shù)與機(jī)械剛度。其次,根據(jù)系統(tǒng)所辨識(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,利用頻域法參數(shù)自整定策略,分別自動(dòng)整定速度環(huán)和位置環(huán)控制器的相關(guān)參數(shù);同樣的根據(jù)位置環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)與系統(tǒng)跟隨性,整定速度前饋增益與加速度前饋增益。接著,利用本課題提出的評(píng)價(jià)體系即評(píng)價(jià)函數(shù)來判定系統(tǒng)狀態(tài),即根據(jù)傳感器采集的轉(zhuǎn)矩、位置、轉(zhuǎn)速等指令與反饋信息,判定系統(tǒng)相應(yīng)的是否發(fā)生機(jī)械諧振、是否需提高位置跟隨性與抗擾性。最后,針對(duì)判定的不同工況,自動(dòng)開啟相應(yīng)的補(bǔ)償回路,若出現(xiàn)機(jī)械諧振那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)軸矩負(fù)反饋;若需要提高系統(tǒng)跟隨性,則開啟系統(tǒng)位置前饋補(bǔ)償回路;若出現(xiàn)外部擾動(dòng),則開啟狀態(tài)觀測(cè)正反饋補(bǔ)償環(huán)節(jié);再對(duì)應(yīng)的控制補(bǔ)償系數(shù)α、β、K_g,調(diào)節(jié)補(bǔ)償反饋強(qiáng)度,得到穩(wěn)定高跟隨性能的伺服系統(tǒng)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM921.541
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 免調(diào)整功能
        1.2.2 評(píng)價(jià)函數(shù)體系
        1.2.3 機(jī)械諧振與抗干擾研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.4 無偏差位置前饋控制
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 參數(shù)免調(diào)試技術(shù)復(fù)合控制架構(gòu)及其評(píng)價(jià)函數(shù)
    2.1 參數(shù)自整定與免調(diào)整性能對(duì)比分析
        2.1.1 速度階躍響應(yīng)性能測(cè)試
        2.1.2 速度環(huán)頻響測(cè)試
        2.1.3 速度環(huán)剛度測(cè)試
    2.2 參數(shù)免調(diào)試技術(shù)復(fù)合控制框架
    2.3 評(píng)價(jià)函數(shù)
        2.3.1 誤差評(píng)價(jià)函數(shù)
        2.3.2 系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.3.3 基于補(bǔ)償系數(shù)的狀態(tài)評(píng)價(jià)函數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于觀測(cè)器的諧振抑制與抗干擾研究
    3.1 雙慣量系統(tǒng)分析與建模
    3.2 機(jī)械諧振與抗干擾抑制矛盾現(xiàn)象機(jī)理分析與仿真驗(yàn)證
        3.2.1 機(jī)械諧振與抗干擾抑制矛盾現(xiàn)象機(jī)理分析
        3.2.2 仿真驗(yàn)證
    3.3 基于補(bǔ)償系數(shù)α的諧振抑制功能
        3.3.1 FO-DOB機(jī)理分析與設(shè)計(jì)
        3.3.2 諧振抑制功能實(shí)現(xiàn)
        3.3.3 仿真驗(yàn)證
    3.4 基于補(bǔ)償系數(shù)β的動(dòng)態(tài)干擾抑制
        3.4.1 狀態(tài)觀測(cè)器原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.4.2 抗干擾功能實(shí)現(xiàn)
        3.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于前饋補(bǔ)償?shù)臒o偏差位置伺服控制
    4.1 速度環(huán)控制器參數(shù)自整定
    4.2 位置前饋伺服控制
        4.2.1 位置環(huán)控制器參數(shù)整定
        4.2.2 位置前饋控制參數(shù)設(shè)置
        4.2.3 改進(jìn)的位置前饋伺服控制
        4.2.4 仿真驗(yàn)證
    4.3 本章小結(jié)
第5章 參數(shù)免調(diào)試技術(shù)仿真調(diào)試
    5.1 仿真平臺(tái)
    5.2 基于補(bǔ)償系數(shù)的評(píng)價(jià)體系驗(yàn)證
        5.2.1 基于諧振補(bǔ)償系數(shù)α的轉(zhuǎn)矩評(píng)價(jià)函數(shù)
        5.2.2 基于抗干擾補(bǔ)償系數(shù)β的轉(zhuǎn)速評(píng)價(jià)函數(shù)
        5.2.3 基于跟隨性補(bǔ)償系數(shù)K_g的位置評(píng)價(jià)函數(shù)
    5.3 系統(tǒng)慣量在線辨識(shí)及剛度匹配
    5.4 參數(shù)免調(diào)試仿真驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2835975