發(fā)布時間：2017-11-12 09:17

  本文關(guān)鍵詞：含誤差諧波齒輪系統(tǒng)的建模與運動控制

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【摘要】：諧波齒輪由于結(jié)構(gòu)和傳動原理的特殊性，而使其傳動誤差比一般齒輪要小的多，但由于諧波齒輪主要應(yīng)用在一些高精度領(lǐng)域，因而，傳動誤差對系統(tǒng)的影響還是不可以被忽視的。鑒于諧波齒輪傳動誤差的不可避免性，我們只能采取補償?shù)姆椒▉肀M量減小系統(tǒng)的傳動誤差。目前對諧波齒輪系統(tǒng)傳動誤差的研究主要集中在誤差源的分析、誤差幅值的理論計算、誤差值的測量等方面,而用控制方法來減小傳動誤差的研究卻幾乎沒有。因而本文對諧波齒輪系統(tǒng)的傳動誤差進行控制補償?shù)难芯渴呛苡斜匾摹?本文首先對諧波齒輪傳動系統(tǒng)進行了分析，然后綜合考慮嚙合摩擦、扭轉(zhuǎn)剛度、齒間側(cè)隙、傳動誤差及外界干擾等多種非線性因素，建立了諧波齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)模型，最后采用PID控制器對系統(tǒng)進行閉環(huán)控制,并對閉環(huán)控制前后的系統(tǒng)傳動誤差進行比較與分析。為了實現(xiàn)對諧波齒輪系統(tǒng)傳動誤差的補償研究，本文主要研究了以下幾方面的內(nèi)容： 1）對諧波齒輪傳動系統(tǒng)中的兩個主要非線性因素（扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)隙）進行分析，建立了剛度特性曲線的“磁滯”模型，該磁滯模型能夠更好的體現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剛度的變化規(guī)律，以及在前人的基礎(chǔ)上，對側(cè)隙模型進行了改進。 2）在幾種典型動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，并結(jié)合對諧波齒輪結(jié)構(gòu)及傳動原理的分析，綜合考慮多種非線性因素，建立了新的動力學(xué)模型。 3）采用PID閉環(huán)控制的方法對諧波齒輪系統(tǒng)的傳動誤差進行控制補償，并對系統(tǒng)仿真輸出的誤差進行分析，得知PID閉環(huán)控制可以對諧波齒輪系統(tǒng)的傳動誤差起到明顯的補償作用。 4）把諧波齒輪系統(tǒng)簡化成一個線性的二階系統(tǒng)，并運用狀態(tài)反饋的方法改變系統(tǒng)的極點分布，得知狀態(tài)反饋提高了該系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。 5）為了使傳動誤差的仿真結(jié)果更接近于實際系統(tǒng)，本文把步進電機的傳遞函數(shù)串聯(lián)到諧波齒輪系統(tǒng)中，并用PID閉環(huán)控制的方法對該系統(tǒng)的傳動誤差進行控制補償。 通過對PID閉環(huán)控制前后傳動誤差的分析與比較，得知不管諧波齒輪系統(tǒng)中有沒有加入步進電機的傳遞函數(shù)，，PID閉環(huán)控制對傳動誤差的補償都有比較明顯的效果。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：1175272