基于雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的間隙消除技術(shù)研究.pdf

1、為了提高數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度，在國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“大型艦艇螺旋槳用重型七軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合加工機(jī)床”的資助下，本文研究了雙電機(jī)間隙消除技術(shù)，以消除數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)間隙和傳動(dòng)誤差，提高機(jī)床傳動(dòng)精度。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1)通過(guò)對(duì)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，闡述了這種傳動(dòng)方式消除間隙的基本原理、工作過(guò)程和四種較好的控制方式。閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)雙電機(jī)間隙消除技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)進(jìn)行深入的分析與總結(jié)。
　　

2、 2)從雙電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)入手，研究了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中存在的齒隙非線性因素；在考慮系統(tǒng)傳動(dòng)柔性的基礎(chǔ)上，采用機(jī)理建模法，通過(guò)對(duì)電機(jī)電氣學(xué)方程、機(jī)械動(dòng)力學(xué)方程的分析與綜合，將兩組電機(jī)側(cè)的參數(shù)耦合到負(fù)載側(cè)，建立了基于永磁同步電機(jī)的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。
　　 3)探討了雙電機(jī)的消隙控制算法，設(shè)計(jì)了電氣預(yù)載控制器、智能PI差速負(fù)反饋控制器和模糊-PI復(fù)合位置控制器，達(dá)到轉(zhuǎn)速同步和間隙消除的目的。由電氣預(yù)載控制器來(lái)產(chǎn)生偏置電壓信號(hào)，以去

3、除傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)間隙；由智能PI差速負(fù)反饋控制器產(chǎn)生校正信號(hào)，確保雙電機(jī)轉(zhuǎn)速同步，消除系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中可能存在的齒隙；由模糊-PI控制來(lái)確保轉(zhuǎn)臺(tái)理想的位置控制精度和響應(yīng)速度。
　　 4)構(gòu)建了整個(gè)伺服系統(tǒng)速度環(huán)和位置環(huán)SIMULINK仿真模型，在計(jì)算了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的相應(yīng)物理參數(shù)基礎(chǔ)上，給出了最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)算法，進(jìn)行控制器參數(shù)優(yōu)化選擇。然后對(duì)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、正弦響應(yīng)、負(fù)載擾動(dòng)響應(yīng)等進(jìn)行試驗(yàn)分析，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試提供一定的理論參考