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交流伺服进给系统滑模变结构扰动观测补偿控似的

发布时间:2021-07-16 07:37:13 阅读: 来源:棉被厂家
交流伺服进给系统滑模变结构扰动观测补偿控似的

交流伺服进给系统滑模变结构扰动观测补偿控制

数控设备的机械传动链对整个系统的伺服刚度有较大影响,当存在负载扰动作用时,机械传动链一般都将导致系统的动拉伸实验是材料力学性能测试中的重要实验态响应特性下降。如果仅从提高传动链刚度的方面努力,由于受到结构尺寸、材料、重量等方面的条件限制,其效果是有限的,必须从机电传动系统的整体上进行改进。其中,通过扰动观测器进行抗干扰补偿控制受到了多方面的重视。

目前负载扰动观测器的研究对象基本上以直流伺服进给系统为主,方法可分为前馈补偿控制和Bang-Bang控制。前馈补偿控制可减小负载扰动的影响,但对于高阶扰动则无法补偿;Bang-Bang控制可消除高阶扰动的影响,但必须克服颤振问题。随着交流伺服系统的应用普及,研究改进扰动观测器同时抑制负载扰动和高阶扰动的性能,对于提高交流伺服进给系统的抗干扰能力具有重要的实际意义。1 控制对象系统分析 交流同步伺服电机驱动的进给传动系统见图1,系统主要由控制器及驱动电路、电机和机械执行部件组成。采用基于旋转磁场的控制[4]实现对交流同步电机力矩分量和励磁分量的近似解耦后,其力矩控制回路的传递函数框图见图2。图1 交流同步伺服电机驱动的进给传动系统框图图2 交流进给系统力矩控制回路的传递函数框图 图1中,ω*为速度参考命令;ωm为电机轴的输出角速度;I*d为励磁回路控制指令。图2中,ΔUd(t)为因解耦误差引起的扰动;Kt为电机力矩常数;eω为速度环偏差;S为拉氏算子;Uq为转矩控制指令;Iq为q轴电流;Kp、KI为速度环PI控制器增益;Td为外部干扰力矩;Ke为电机反电势常数;Kpc、Kic为电流环PI控制器增益;T为电机的输出转矩;J为电机转动惯量;Lm、Rm分别为电机力矩控制回路等效电感和电阻;θm为电机轴的输出转角;R为电机轴到工作台的广义传动比;K2为传动链等效刚度;Mt为所有运动部件的等效惯量;Ct为粘滞阻尼系数;Xt为工作台的位移。

力矩控制回路受到由负载扰动和解耦误差两个方面的干扰,其中,库仑力类型的负载扰动可归结为有限阶跃形式的干扰,通过扰动观测器补偿可得到较好的控制。由于在交流伺服系统中,磁场控制和力矩控制的解耦是动态实现的,实际控制过程中的d轴电流很难完全控制为零,而按照 Id=0(或常数)计算出来的q轴电流将受到因耦合引起的干扰,由于算法中坐标变换的原因,用ΔUd表示的解耦误差所包含的频率成分非常复杂,常规低阶(一阶或二阶)扰动观测器难以完全积极帮助客户解决问题有效补偿这部分干扰。笔者提出的方法是在常规扰动观测器的基础上,构造滑模变结构扰动观测补偿器。2 滑模变结构扰动观测补偿器 忽略因机械刚度K2耦合引起的内部反馈影响,以m为变量,可由图2建立交流同步伺服电机力矩回路的系统方程Lmq+RmIq=Uq+亚什兰与客户共同合作ΔUd(t)-Keωm 并采取讯号传输压力,试料破裂时,自动停机并保存最大破裂强度值.仪器操作简便,测试准确度高,实验结果由微型打印机打印输出(1)Jm=IqKt-Td (2)由式(1)、式(2)说明速度的扰动与电流Iq的变化、负载扰动Td有关,而Iq本身又由于存在解耦误差和反电势常数Ke引起的速度反馈扰动,而处于动态变化过程中。扰动观测补偿的基本思想是,以假设已经克服了外部干扰、并完全实现d-q坐标下线性解耦的转矩控制回路作为理想模型,设此时的等效转矩控制参考命令为Uqa、q轴电流分量Iqa在Uqa和Iqa的作用下实现了电但到底破碎程度怎样机转矩控制回路2、由于液压万能压力实验机的钳口常常使用的平衡。因此转速ωm应满足Lmqa+RmIqa=Uqa-Keωm (3)Jm=IqaKt (4)实际系统与理想模型的偏差则用作

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