基于锁相环型扩张状态观测器的双惯量弹性伺服系统机械谐振抑制方法

针对双惯量弹性伺服系统存在的机械谐振问题,提出一种基于锁相环型扩张状态观测器(PLL-ESO)的机械谐振抑制策略。与常规ESO相比,PLL-ESO方法在相同的极点配置情况下具有更高带宽和更大相位裕度,有助于提高机械谐振的抑制动态特性和稳定性。实验结果表明,所提PLL-ESO方法可以有效地抑制机械谐振,且相比陷波滤波器和常规ESO方法具有更快的谐振抑制速度和更高的抑制精度。同时,实验还对观测器无阻尼固有频率和系统参数鲁棒性进行了分析,验证了PLL-ESO在宽无阻尼固有频率范围内都能抑制机械谐振,且输入参数摄动会影响谐振抑制的快速性和稳态精度。

双惯量弹性伺服系统外部机械参数辨识综述

伺服系统作为机电一体化系统中关键执行部件,其控制器刚度设置需要随负载惯量、轴系刚度等外部机械参数改变而作相应整定,因此外部机械参数辨识具有重要意义。单惯量刚性系统以转动惯量为主的参数辨识方法已经在近20年大量涌现,成熟度较高。但实际系统的传动机构多为弹性部件,会引发系统的机械谐振,进而导致系统性能恶化,因此双惯量弹性系统的参数辨识实际意义更为重大,并逐渐成为热点研究方向。双惯量弹性系统的参数辨识可分为等效单惯量辨识法、参数法和非参数法3种方法。该文分析双惯量弹性系统每种辨识方法的基本思想,对比各自优缺点,剖析辨识算法在各工业领域中的应用,总结现有研究成果及有待解决的问题,并展望未来的研究方向。

双惯量弹性系统状态观测器设计与实现

双惯量弹性系统中,由于传动轴系存在弹性,会产生机械谐振现象,为了较好地抑制谐振,需要将部分或全部系统状态反馈回控制器,一部分系统状态(如负载转矩、转速、轴矩等)直接测量存在困难,因此需要对其进行估测。首先研究了Luenberger观测器的基本结构,在此基础上,通过双惯量弹性系统的离散化状态方程,设计了用于观测系统状态的观测器模型,并对此进行了仿真分析与实物测试,将系统状态的观测值与测量值进行对比,当观测器极点配置在合适位置时,可以得到较好的观测效果。

基于IP控制与负载加速度反馈的伺服系统机械谐振抑制方法

当伺服系统带宽覆盖传动装置的固有频率时,容易在系统中引发机械谐振,严重影响系统的动态性能与控制精度.针对这一问题,提出了IP控制结合负载侧加速度状态反馈的伺服系统谐振抑制策略.通过在转速环采用IP控制,有效降低了系统的超调,并且在电流环引入加速度反馈,增加了系统极点配置的自由度.在此基础上,根据相同阻尼系数的极点配置方法,以最优阻尼比为设计目标,讨论了系统控制器关键参数与状态反馈增益的取值范围.最终,对所提控制方法的有效性进行了仿真验证.

基于参数辨识的电机驱动系统模型结构判定

传统意义上系统参数的辨识均基于一个已知的系统结构,一旦系统结构未知或不精确,就会导致参数辨识的较大误差。本文尝试从逆向思维出发,由参数辨识算法反推模型结构,利用基于最小二乘的双惯量辨识算法获取电机侧转动惯量,与其真实值构建误差评价函数,从而判断驱动系统结构属于单惯量刚性系统或双惯量弹性系统,再利用与模型结构相对应的最小二乘辨识算法,对系统的机械参数进行辨识,实现驱动系统结构与参数的双重优化。

陷波滤波抑制轧机扭振

扭振是机械设备中普遍存在的问题,特别是在轧钢生产线的主轧机上体现得比较突出,破坏设备并对设备运行的稳定性造成较大影响。随着轧机的输出功率和转矩进一步增加,扭振问题显得更为重要。对轧机扭振的抑制是轧机控制系统的一个重要环节。结合日照钢铁1580 mm热连轧工程,阐述和分析了轧机扭振的计算和运用陷波滤波抑制轧机扭振。

Ultra-tight GPS/INS integration based long-range rocket projectile navigation method

Accurate navigation is important for long-range rocket projectile＇s precise striking. To obtain stable and high-per- formance navigation result, a ultra-tight global positioning system/inertial navigation system （GPS/INS） integration based nav- igation approach is proposed. The accurate short-time output of INS is used by GPS receiver to assist in acquisition of signal, and output information of INS and GPS is fused based on federated filter. Meanwhile, the improved cubature Kalman filter with strong tracking ability is chosen to serve as the local filter, and then the federated filter is enhanced based on vector sharing theory. Finally, simulation results show that the navigation accuracy with the proposed method is higher than that with traditional methods. It provides reference for long-range rocket projectile navigation.