永磁伺服系统转速跟踪控制与数据驱动的参数设计方法

在永磁伺服控制系统中,传统的转速控制策略在低频段存在幅值与相位偏差问题,降低了转速跟踪控制精度。为解决该问题,该文提出了一种高精度的转速跟踪控制策略与数据驱动的参数设计方法。主要思路是在转速控制环节串联一个滞后-超前补偿器,用以校正低频段的幅值与相位;以低频段补偿后的幅值及相位误差最小为优化目标,同时约束补偿器在全频带范围内的最大幅值增益和相移,设计了一种数据驱动的补偿器参数优化方法,并对补偿后控制系统的性能进行了分析评估。实验结果表明,基于实验数据所设计的补偿器在转速指令频率小于1 rad/s的低频段区间内,转速跟踪误差小于2 r/min,相较于传统方法控制精度显著提升;在跟踪转速阶跃指令时,该文方法和传统方法的控制效果相当,这说明该文方法在改善低频段跟踪性能的同时,保持了控制系统在中高频段原有的幅频和相频特性。

变长度柔性机械臂的双柔性伺服驱动系统振动抑制策略

变长度的柔性机械臂在旋转运动过程中由于受到环境扰动以及自身柔性的影响导致了伺服驱动系统输出转速的波动现象,这会加剧柔性机械臂的振动,严重影响了柔性机械臂的运动精度.基于此,设计了一种基于干扰观测器的PI控制策略来抑制伺服驱动系统转速的波动.首先使用拉格朗日原理建立了双柔性伺服驱动系统的动力学模型并分析了双柔性伺服驱动系统的传动特性;其次将基于干扰观测器的PI控制策略应用于双柔性伺服驱动系统的速度环中,并通过鲁棒稳定性分析设计干扰观测器中的低通滤波器参数;最后开展了数值仿真分析和控制实验.实验结果验证了提出的控制策略能够有效减少变长度柔性机械臂的转速波动,提高伺服驱动系统的运动精度.

非最小相位法向电磁应力驱动快速刀具伺服系统轨迹跟踪控制

基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比例微分积分(PID)和前馈补偿作为主控制器,并以基于内模原理的并联谐振控制器实现周期性轨迹的超高精度跟踪。考虑系统非最小相位特征,结合因子分解和镜像极点配置方法获得了系统稳定逆动力学模型。实验测试结果表明:该文所设计的控制方法,获得了1070 Hz(-3 dB)闭环带宽;100 Hz正弦轨迹实际跟踪误差小于±0.375%,并可对5 nm台阶轨迹进行稳定闭环跟踪,证明所设计的FTS控制系统可有效实现nm精度切削。

数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制策略

以数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制为研究对象,提出了一种基于多交流伺服电机的同步控制策略。此策略将虚拟主轴和偏差耦合的同步控制方式相结合,并加入反向传播神经网络比例积分微分控制以及自适应鲁棒控制。通过搭建Matlab/Simulink仿真平台模拟了系统的运行状态。结果表明,所提同步控制策略具有良好的同步性能和伺服效果,在提高多电机联动系统的控制精度和响应速度、减少摩擦和齿隙的影响以及增强系统鲁棒性方面表现出优越性。

基于USB-OTG端口的交流伺服驱动系统应用设计

阐述了一种基于STM32F407微控制器的交流伺服驱动系统USB-OTG串口通信端口设计方案。基于STM32F407芯片内嵌的USB-OTG内核,实现了USB-OTG串口通信端口的硬件和软件设计。其中,硬件设计部分包括USB接口、静电保护芯片和相关的外围电路设计;软件实现部分则包括USB设备驱动程序和串口通信程序的设计。最后,通过测试验证了USB-OTG串口通信端口可以正常工作。该设计方案可用于实现微控制器与计算机之间的高速数据传输和通信。

基于矢量控制技术的伺服驱动系统

针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试。实验结果表明:系统响应速度快、稳定性强,电机的控制精度和抗干扰能力也得到了明显提高,满足系统设计需求。

伺服驱动用变频调速系统效率一种计算方法的研究

伺服驱动用变频调速系统被广泛的应用在工业、农业、交通、建筑等多个领域,文章通过研究一种基于伺服驱动用变频调速系统效率的计算方法,达到优化电动机运行状态和实现节能减排的目的。首先通过分析电动机效率对各领域的影响以及变频调速系统在各领域中的应用情况,指出传统仅针对电动机、负载或前端控制器进行的能效计算的不足。文中介绍了这种计算方法和计算步骤,包括确认负载信息、计算有功功率、计算损耗功率、计算电动机实际输出功率、计算电动机转矩、计算各部分效率以及计算系统总效率等6个步骤。然后针对于水泵负载和电梯负载这2个特定场景提出具体的计算方法和公式。最后,通过实际计算带入求得2种伺服驱动用变频调速系统的实际效率,论述通过调整变频器参数优化电动机运行状态的重要性。此计算方法可以为变频调速系统能效评估提供一种新的思路和方式,希望能够为更多领域的能效提升和节能减排工作提供一定参考。

西门子611系列伺服驱动系统测试平台

西门子611系列伺服驱动系统技术成熟、通用性强,广泛应用于工业制造领域。目前多数企业选择第三方维修的方式修复故障模块,降低设备运维成本。经第三方维修的模块直接上机测试存在一定风险,因此对维修后的模块进行测试十分必要。提出一种最小化测试平台方案,可完成驱动器模块、电源模块、伺服电机及部分控制模块的测试。

CCMT2024部分数控系统及伺服驱动器展品评述

第十三届中国数控机床展览会(CCMT2024)以“聚焦一一数字·互联·智造”为主题,展示机床工具行业在数字化、互联互通、智能制造、高效加工方面所取得的最新成果。数控系统行业的国内外知名厂商悉数到场,展示了最新的技术和产品。数控系统及配套的伺服驱动产品作为数控机床核心功能部件,其发展趋势被备受瞩目。

铜仁CINRAD/CD雷达伺服系统一次组件级维修案例解析

本文先是介绍了CINRAD/CD雷达伺服系统组成及工作原理,详细描述了雷达伺服系统一次组件级故障维修处理过程,从此次故障处理中得出了此类雷达故障的高效处理方法,并提供了该故障组件简单有效的修复方案,为从事CD雷达运行保障工作人员提供参考。

棉纺精梳机分离罗拉伺服驱动系统动力学分析

为了分析计算单眼棉纺精梳机分离罗拉伺服驱动电机的输出转矩,基于弹性力学理论建立了后分离胶辊和分离罗拉的动力学模型,得出了分离罗拉总驱动力矩在一个工作周期内的变化规律。运用等效动力学方法建立了分离罗拉伺服驱动轮系的动力学模型,得到了伺服电机输出转矩在一个工作周期内的变化规律及伺服电机输出最大转矩和平均转矩。分析及计算结果表明:在单眼棉纺精梳机工作速度400钳次/min时,一个工作周期内伺服电机的输出转矩最大值为13.8 N·m,均值为3.6 N·m;在伺服电机输出转矩最大值中,分离罗拉驱动力矩占比为56.0%,电机转子惯性力矩占比为20.3%,过桥齿轮惯性力矩占比为18.0%。在ZGFA600型单眼棉纺精梳机上,在工作速度400钳次/min时,实测分离罗拉伺服驱动电机的实际最大输出转矩及实际平均转矩略大于理论计算值。

单惯量伺服驱动系统参数辨识研究

伺服驱动系统参数辨识,是实现伺服驱动系统精准控制的前提。针对单惯量伺服驱动系统,通过微分方程模型建立了状态空间模型。阐述了基于状态空间的最小二乘法和Hopfield神经网络算法的辨识原理和过程。基于状态空间模型,分别运用最小二乘法和Hopfield神经网络算法,对单惯量时变系统的双时变参数进行辨识仿真对比实验。辨识结果表明,Hopfield神经网络算法辨识双时变参数的精度远高于最小二乘法,从而提供了Hopfield网络对更复杂的伺服驱动系统参数辨识的可行性。

伺服化技术驱动下的智慧物流新生态

近日,在兰剑智能超级未来工厂内,一场以“技术创新变革,驱动智慧物流新未来”为主题的伺服化技术与产品创新发布会隆重举办。在本次发布会中,兰剑智能不仅分享了其在智慧物流领域的最新技术应用成果:分布式超低压直流伺服输送系统,还与到场的业内专家们对未来趋势的前沿洞察进行了交流。

交流伺服驱动器测试系统设计

为保障伺服驱动器出厂质量、提高产品检测效率,设计了一种交流伺服驱动器测试系统。该系统包括上位机和由数据通信模块、数据采集模块和负载加载模块构成的下位机。上位机与伺服驱动器之间采用Modbus和CAN open通信协议,实现对伺服驱动器的参数配置和伺服电机的实时控制。下位机通过加载系统为电机提供负载,并通过采集模块将测试数据传入上位机用于测试结果分析。实验结果表明,该系统能实现对交流伺服驱动器的测试。该系统结构紧凑,操作简便,精度可满足交流伺服驱动器测试要求,对完善伺服驱动器检测体系具有指导和借鉴作用。

带您快速了解西门子新一代伺服驱动系统SINAMICS S200

1概述在大家的殷切期盼下,西门子第三代伺服驱动系统SINAMICSS200PROFINET版本从2023年8月18日开始销售。SINAMICS S200将与SIMOTICS S-1FL2与Motion Connect350/380相结合,作为新型单轴AC/AC伺服系统,增强了伺服驱动产品的竞争力并扩大了西门子在标准伺服市场的产品组合覆盖范围。

基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统

目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动的立式内拉床的机构图,并对该机构图的性能特点进行了分析。重点阐述了主溜板伺服同步驱动系统、调刀伺服驱动系统和拉床控制系统软件设计方案,并采用共享指令的同步控制策略来确保拉床同步性能。最后,以立式内拉床为对象,在20 t的负载力下进行了试验测试。测试结果表明,设计的基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统具有成本低、可行性好、同步性能测试稳定、加工精度高等优点,对国内拉床的发展具有一定的指导意义。

伺服电动机直接驱动定量泵液压系统在精密注塑中的应用及其控制策略

精密和节能是注塑工业的两大发展趋势。针对传统液压系统注塑机注塑过程的高能耗、低响应的特点,设计一种伺服电动机直接驱动定量泵的闭环液压控制系统,实现注塑过程的精密节能控制。该液压系统采用伺服电动机驱动定量泵及压力传感器来代替原注塑液压系统中的普通电动机驱动定量泵及压力、流量比例阀,构成一种节能、响应快速、易于实现精确闭环控制的注塑液压系统。基于上述液压系统,提出一种基于模糊滑模控制的压力、速度控制策略,达到了注塑过程液压系统压力、流量的精确控制。并根据注塑过程中压力、流量耦合的特点,提出一种压力、速度切换控制策略。试验表明采用该模糊滑模控制方法及压力、速度切换控制策略的伺服电动机直接驱动液压系统注塑机响应迅速,压力、速度控制精度高,节能效果好。

永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合振动特性分析

为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系,提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析,将该系统归纳为三质量两轴系统,建立了三质量两轴系统的机电耦合振动数学模型和仿真模型,仿真分析了由于电流调节器参数、阻尼、谐波扰动、间隙以及负载扰动等因素引起的系统机电耦合振动动态过程,并通过实验验证了机电耦合振动仿真模型的正确性。该机电耦合振动特性分析对提高系统的动态性能具有重要的意义。

基于伺服精密驱动的滤棒装盒控制系统

为满足滤棒成型自动化物流生产线的需求,采用伺服精密驱动控制技术对HCF80装盒机控制系统进行了改进。改进后滤棒装盒控制系统主要由主控制器(含人机界面)、上料、整理、装填、推送、空盒传送、实盒传送和待检推移等子系统组成,主控制器及各子系统的控制单元通过串行通信总线相连接,形成一个网络控制系统。工作中通过主控制器协调控制装盒机的各个子系统,各子系统再分别控制对应的机械功能件联动,实现滤棒整理装盒动作的精准控制。结果表明:改进后滤棒装盒效率达98%,无需人工辅助整理装盒,实现了滤棒装盒机的高效全自动运行;滤棒装支精度达(4 000±5)支/盒,优于行业生产标准。

双电机驱动伺服系统齿隙非线性自适应控制

该文以参数未知的双电机驱动伺服系统为研究对象,针对施加偏置力矩后的系统,应用Backstepping方法选择控制Lyapunov函数(CLF),设计了基于状态反馈的自适应控制策略,完全消除了齿隙非线性对系统的影响。理论分析和仿真研究表明,该方案能够保证系统稳定地跟踪参考输入,同时保证整个控制系统渐近稳定。