低速大慣量永磁交流伺服系統(tǒng)速度平穩(wěn)性實驗研究.pdf

1、目前，永磁交流系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在數(shù)控機床，工業(yè)機器人，天文轉(zhuǎn)臺，電梯，航空航天等先進自動化設(shè)備中。作為驅(qū)動裝置，永磁同步伺服電動機(PMSM，Permanent Magnet Servo Motor)的性能，在交流伺服系統(tǒng)中，起著決定性的作用，而永磁同步電動機運行平穩(wěn)性的研究由來已久。低速抖動或低速爬行，是伺服系統(tǒng)低速不平穩(wěn)最主要的現(xiàn)象，它是指當(dāng)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速度低于某一臨界值時，其運動速度呈脈動現(xiàn)象。產(chǎn)生低速抖動的最主要原因為伺服系統(tǒng)中存

2、在著摩擦力矩擾動。
　　本文針對伺服系統(tǒng)低速平穩(wěn)性的問題，在基于PMAC+IPC控制系統(tǒng)的實驗平臺上進行PMSM系統(tǒng)的低速實驗，對低速不平穩(wěn)的現(xiàn)象進行研究，分析了伺服電動機輸出轉(zhuǎn)矩和速度變化與伺服系統(tǒng)平穩(wěn)性的關(guān)系。通過采集數(shù)據(jù)標(biāo)定了本實驗伺服系統(tǒng)的最低平穩(wěn)速度;通過對由高到低不同速度所對應(yīng)的電動機輸出轉(zhuǎn)矩實驗采集，繪制出角速度與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線。并證明了，給定恒定速度指令時，該曲線即為摩擦力矩與角速度的關(guān)系曲線。并討論了影響實驗伺服

3、系統(tǒng)爬行和抖動的因素。
　　在介紹分析摩擦特性和動靜摩擦模型的基礎(chǔ)上，選擇庫倫+粘滯+靜摩擦模型和Stribeck摩擦模型，結(jié)合模糊PID參數(shù)自整定控制器的優(yōu)點，對實驗伺服系統(tǒng)進行基于兩種摩擦模型的建模和Matlab/Simulink仿真結(jié)構(gòu)設(shè)計。分別對傳統(tǒng)PID控制的兩種模型和模糊PID控制的兩種模型進行仿真實驗。得出結(jié)論如下。一:對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，模糊PID參數(shù)自整定控制比單純的PID控制有更好的控制效果。二:對比于庫倫+粘滯