高帶寬位置隨動(dòng)伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、在現(xiàn)代工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)與加工過(guò)程中，永磁同步交流伺服系統(tǒng)被日益廣泛的使用。尤其當(dāng)伺服系統(tǒng)工作在位置隨動(dòng)模式下，快速的跟隨性能和較高的穩(wěn)態(tài)精度，是位置伺服的最為突出的特點(diǎn)，也是評(píng)價(jià)伺服系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。因此，減少伺服的跟蹤誤差，提高伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，抑制定位時(shí)的抖振，是現(xiàn)階段中高端伺服產(chǎn)品性能的發(fā)展趨勢(shì)，也是本領(lǐng)域的研究方向。
　　本文主要解決位置伺服控制存在的兩個(gè)基本問(wèn)題：一是快速跟隨問(wèn)題，目標(biāo)是使控制對(duì)象最快速地跟隨期望的位

2、置軌跡；二是抖振抑制問(wèn)題，目標(biāo)是抑制控制對(duì)象在跟隨和定位過(guò)程中所產(chǎn)生的抖振，并且同時(shí)要消除抑制所引起的相角滯后。這兩個(gè)問(wèn)題，在剛性負(fù)載和彈性負(fù)載伺服系統(tǒng)中都存在。
　　在剛性負(fù)載條件下，位置伺服的諧振主要由控制器參數(shù)不合理所引起，本文首先對(duì)系統(tǒng)位置環(huán)和速度環(huán)控制器進(jìn)行整定，解決諧振問(wèn)題；在此基礎(chǔ)上，采用一種零相角誤差跟隨控制器ZPETC(Zero Phase Error Tracking Controller)來(lái)減小跟隨誤差，并在

3、仿真平臺(tái)分別初步驗(yàn)證兩種解決方法的有效性。
　　在彈性負(fù)載條件下，彈性連接裝置會(huì)為系統(tǒng)引入抖振點(diǎn)。采用傳統(tǒng)的陷波濾波器雖然能抑制諧振，但會(huì)為系統(tǒng)引入相角誤差，降低系統(tǒng)的跟隨性能。本文采用一種零相角誤差陷波濾波器ZPNF(Zero Phase-error Notch Filter)來(lái)抑制定位抖振并同時(shí)減小相角滯后，最后結(jié)合ZPETC，得到最優(yōu)的控制效果，解決這兩個(gè)問(wèn)題，并在仿真平臺(tái)上初步驗(yàn)證算法的有效性。
　　最終分別在剛性和