交流伺服系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能廣泛地應(yīng)用于工業(yè)及運(yùn)動控制領(lǐng)域。常見的伺服系統(tǒng)中,廣泛存在著由電流傳感器縮放誤差、逆變器非線性因素、測速延遲較大等非理想因素造成的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速周期性波動。這些周期性諧波會嚴(yán)重惡化伺服系統(tǒng)性能,同時(shí)對于機(jī)電系統(tǒng)故障檢測、負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測、轉(zhuǎn)動慣量辨識等功能,若脈動轉(zhuǎn)速較大,這些功能會受到嚴(yán)重影響。所以抑制機(jī)電系統(tǒng)周期性轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速波動具有重大的現(xiàn)實(shí)意義及影響。本文首先針對造成轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速脈動的各次諧波成因建立數(shù)學(xué)模型。其次針對諧波成因在控制環(huán)路中的不同位置,采取了相應(yīng)抑制算法。本文主要采取了陷波濾波器法、比例積分諧振控制器法（Proportional-Integral-Resonant Controller,PIRC）,仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了抑制算法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多個PIRC并聯(lián)使用時(shí)對脈動轉(zhuǎn)速的抑制效果最為明顯,但它存在高次諧波幅值升高的問題。針對同時(shí)使用多個PIRC后出現(xiàn)的高次諧波含量升高的問題,本文探究了其成因:測速精度較低。針對這一現(xiàn)象,本文采用卡爾曼濾波器（Kalman Filter,KF）來提升測速算法精度�？柭鼮V波器在實(shí)際使用時(shí)具有兩大難點(diǎn):卡爾曼濾波器... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電流采樣模塊示意圖

參數(shù) 值額定功率 kW 0.75額定轉(zhuǎn)矩 N·m 2.39額定轉(zhuǎn)速 r/min 3000電機(jī)極對數(shù) 4轉(zhuǎn)動慣量(整個系統(tǒng)) kg*m22*5.2*10-4(a)加入誤差前 q 軸電流波形 (b)加入誤差后 q 軸電流波形

- 9 -(c)加入誤差前轉(zhuǎn)速 FFT 分析 (d)加入誤差后轉(zhuǎn)速 FFT 分析圖2-3 電流采樣偏置及縮放誤差加入前后轉(zhuǎn)速波形及FFT分析圖 2-2(a)(b)分別為加入電流采樣偏置及縮放誤差前后 q 軸電流波形；(c)(d)分別為兩者對應(yīng)的 q 軸電流 FFT 分析結(jié)果。圖 2-3(a)(b)分別為加入電流采樣偏置及縮放誤差前后轉(zhuǎn)速波形；(c)(d)分別為兩者對應(yīng)的轉(zhuǎn)速 FFT 分析結(jié)果。由圖 2-2、圖 2-3 可見，加入電流采樣偏置及縮放誤差后，q 軸電流與轉(zhuǎn)速立即產(chǎn)生幅值較大的脈動分量，以基頻與基頻二倍頻諧波含量為主。其余次諧波加入前后變化不大，它們主要是由延遲、速度采樣誤差造成的。與 2.1.1節(jié)中理論分析基本相一致2.2 由死區(qū)效應(yīng)引起轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速脈動2.2.1 死區(qū)效應(yīng)原理及模型逆變器的實(shí)際死區(qū)時(shí)間包括開關(guān)管開通和關(guān)斷延時(shí)、人為設(shè)定的死區(qū)時(shí)間、續(xù)流二極管前向壓降和開關(guān)管飽壓降和等因素等效的延遲時(shí)間。三相電壓源型逆變器(VSI)如圖 2-4 所示，死區(qū)時(shí)間為dT ，在死區(qū)時(shí)間 中，A 相橋臂上下開關(guān)管 S1 和 S 4都關(guān)閉，此時(shí)電流方向決定了輸出電壓的極性。規(guī)定電流從逆變器流向負(fù)載時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于數(shù)字濾波器的伺服系統(tǒng)諧振抑制方法[J]. 王建敏,吳云潔,劉佑民,張武龍.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]基于自適應(yīng)陷波濾波器的在線機(jī)械諧振抑制[J]. 楊明,郝亮,徐殿國.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]基于陷波器參數(shù)自調(diào)整的伺服系統(tǒng)諧振抑制[J]. 李宗亞,羅欣,沈安文.  計(jì)算技術(shù)與自動化. 2013(04)

碩士論文
[1]三質(zhì)量伺服系統(tǒng)定位抖振抑制技術(shù)[D]. 唐思宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)標(biāo)定技術(shù)的研究[D]. 王鵬.華北電力大學(xué) 2014
[3]交流永磁同步伺服系統(tǒng)電流環(huán)帶寬拓展技術(shù)研究[D]. 牛里.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：2947158