伺服系統(tǒng)級聯(lián)控制器參數(shù)自調(diào)諧技術研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)技術的飛速進步推動著數(shù)控系統(tǒng)加工技術朝著高速高精度化和智能化的方向不斷發(fā)展。作為其核心，伺服系統(tǒng)普遍采用電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)三環(huán)級聯(lián)結構的PID控制器，包含前饋、反饋控制參數(shù)，其配置決定了系統(tǒng)的運動性能。手動調(diào)整參數(shù)既費時又費力，而自動調(diào)諧則快速高效。國外品牌的商用驅動器大多提供了類似功能，但國內(nèi)仍處于理論階段，目前尚未有成熟的產(chǎn)品，亟需一種穩(wěn)定可靠、可快速準確辨識系統(tǒng)特征量的自調(diào)諧方案。
　　本文研究和設計了一種伺服系

2、統(tǒng)級聯(lián)控制器參數(shù)自調(diào)諧方案，文中的主要被控對象為轉矩控制模式下的電流環(huán)閉環(huán)控制回路。
　　首先，闡述了機械諧振及非線性現(xiàn)象的作用機理，歸納了提取被控對象頻域特性時可用的掃頻測試和功率譜分析方案，并藉由獲得的反諧振和諧振頻率推導出系統(tǒng)速度環(huán)和位置環(huán)的穩(wěn)定閉環(huán)帶寬。
　　接著，研究和改進了一種基于繼電反饋的伺服系統(tǒng)線性模型及其庫倫摩擦力的辨識方法和測試流程，分析了算法精度、濾波效果和穩(wěn)定性，并對測試過程中繼電器參數(shù)的配置原則進行

3、了說明。
　　然后，在上述基礎上，綜合考慮了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、跟隨精度及頻帶寬度等性能指標，設計了伺服系統(tǒng)速度環(huán)、位置環(huán)控制器的結構及調(diào)諧方案，并對前饋控制器的效果和必要性進行了驗證。
　　最后，總結上文，以閉環(huán)系統(tǒng)控制帶寬為依據(jù)，提出了一種伺服系統(tǒng)級聯(lián)控制器參數(shù)的自調(diào)諧方案，實現(xiàn)了速度環(huán)、位置環(huán)前饋和反饋控制參數(shù)的自動調(diào)諧。實驗和工程應用結果表明，本方案調(diào)諧效果優(yōu)于安川伺服的速度環(huán)自動調(diào)諧功能，并可適用于不同的負載工況，在