采用扰动转矩观测器的低速电机伺服系统

伺服电机驱动系统的性能受各种量化误差、采样误差,及电机转矩脉动等因素的影响。特别是在低速运行时,速度反馈精度和动态性能都受到极大限制,因此电机往往处于无规律地转和停状态,速度很难控制。该文采用预期电流控制和基于位置信号的含滤波器的扰动观测器相结合的方法,仅使用普通分辨率(1 000 ppr)的光电编码器,就可对一台无槽式永磁同步伺服电动机实现低速运行(1 r/min左右)平稳控制。实验结果表明,所提控制策略效果好、容易实现,有较强的实用性。

交流伺服系统逆变器死区效应分析与补偿新方法

死区效应的存在使得逆变器输出电压和电流不能跟踪参考电压和电流,同时输出增加了谐波分量,使系统的输出转矩存在很大脉动,尤其电机在低速运行时,可能导致系统的不稳定。针对此问题分析了死区效应对于交流伺服系统的影响,特别是低速运行时对电流波形的影响。提出了一种新型的在线延时补偿算法,该算法可以省掉开关器件没有必要的开通和关断,且不需要任何额外的硬件电路和离线的实验测量,具有实现简单、输出波形谐波含量小等特点,较好地降低了系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。

基于扰动观测器的PMSM交流伺服系统低速控制

针对交流伺服系统中通常采用的MT法测速在低速时存在的问题,采用了自适应扰动测器以获得低速下的连续转速,并利用波波夫超稳定性理论给出了一种简单的自适应律。该方法能实时观测负载转矩扰动和低速时的连续速度变化,计算量小。仿真和实验结果表明,应用该方法在低速情况下较之传统MT法测速具有良好的控制效果。

基于直接转矩控制的超低速高精度正弦波交流伺服系统

提出并阐述了基于外转子稀土永磁正弦波无槽无刷力矩电机直接转矩控制的数字式超低速高精度伺服系统的总体方案、工作原理、控制策略和功能实现。实测结果表明,可实现高精度和稳定的超低速运行特性。

伺服系统两种低速非线性补偿方法的对比实验

在伺服系统中 ,对以摩擦力矩为主的低速非线性补偿 ,通常采用两大类方法 ,一类是基于摩擦力矩模型的补偿 ,另一类是不基于摩擦模型补偿。针对伺服系统中低速非线性干扰 ,本文给出了两种控制策略来抑制伺服系统的低速抖动 ,一是基于库仑模型的自适应低速抖动补偿 ,二是高增益的PID控制补偿。进行了实验分析和比较 ,结果是 :基于库仑摩擦模型补偿的系统最小平滑速度为 0 .0 0 2 4°/s ,此时跟踪随机误差峰 -峰值 0 .6 95″ ;采用PID校正时的最小平稳速度为 0 .0 2 96°/s,随机误差峰 -峰值1 2 815″。得出了基于摩擦模型的自适应低速补偿控制结果优于传统的PID控制的结论 ,为研制出结构简单 ,性能优良的精密转台伺服系统提供了理论和实验依据。

低速大扭矩控制系统研究

为满足国内某知名航空公司对低速大扭矩控制系统的设计要求:低速、大扭矩、高精度、高反馈,进行设计,给出液压系统原理图,选取液压元件,建立系统控制模型,基于Matlab进行液压控制系统校正仿真。结果表明:所设计的系统具有十分好的稳定性和控制精度,具有一定的应用前景。

低速摩擦伺服系统的滑模变结构控制研究

针对低速摩擦伺服系统,提出采用指数趋近率的滑模控制方法,以保证运动点在有限时间到达平衡点,缩短了趋近时间。并且通过引入饱和函数以削弱抖振。最后运用Matlab/Simulink软件平台仿真,验证了该方法具有良好的跟踪特性和较强的鲁棒性。

基于扰动观测器的交流伺服系统低速爬行滤波反步控制方法

交流伺服系统运行速度低于某一临界值时,位置会交替出现停滞、滑动,并伴随速度脉动的低速爬行现象。针对交流伺服系统非线性特点,采用反步法设计位置环控制器和速度环控制器,由于在极低速下伺服系统受摩擦力矩、负载扰动以及参数摄动等干扰的影响较大,因此在反步控制的基础上引入扰动观测器,实时观测扰动量并前馈补偿,进一步提高系统的动态性能和抗干扰能力。同时加入滤波环节避免常规反步控制中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程以及计算膨胀问题。实验结果表明,基于扰动观测器的交流伺服系统低速爬行滤波反步控制方法具有更好的鲁棒性,在满足系统性能指标的同时,有效地削弱低速爬行对伺服电动机低速运行性能的不利影响。

变阻尼气压比例伺服系统理论分析及其低速特性的实验研究

介绍了流体动力系统常用的提高阻尼比的方法 ,提出了可调液压阻尼器的变阻尼气压比例伺服系统。建立了该系统的数学模型 ,描述了系统阻尼比随液压流量压力系数变化的规律 ,分析了系统的主要性能参数对静动态特性的影响 ,以及系统的位置刚度和速度刚度因液压流量压力系数变化的规律。指出了系统阻尼比的变化会导致控制系统结构发生改变 ,系统的低速特性在合适的液压流量压力系数下会得到显著改善 ,实验结果证实了这一结论。

高精度甚低速系统的变结构控制方案研究

非线性接触摩擦普遍存在于一般伺服系统中,它引起的低速爬行会影响整个系统的正常工作。本文提出了一种变结构设计方案,能有效地克服低速爬行,消除斜坡信号作用下的系统静差,并获得较为简单的控制算法和系统结构。

控制力矩陀螺框架伺服系统的超低速测速方法

在超低转速下,有限的转速测量分辨率是影响控制力矩陀螺框架伺服系统控制性能的一个重要因素。在分析转速分辨率对超低速控制性能影响的基础上,提出了一种基于多周期后向差分的转速计算方法,可提高测速分辨率并保证测速带宽。针对后向差分带来的相位延迟会限制测速分辨率进一步提高的问题,在选取合适的差分周期基础上,采用Kalman预估器对框架转速进行预估,进一步提高了框架转速的测速分辨率及测速带宽。通过仿真表明,所提出的测速方法将转速分辨率提高了两个数量级,解决了框架伺服系统在超低转速下由于有限的转速测量分辨率造成的爬行现象。

滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用

将滑模控制应用到低速摩擦伺服系统中。仿真实验的结果表明,采用滑模控制的低速摩擦伺服系统不仅能达到高精度追踪,而且鲁棒性好,其控制效果明显优于传统的PID控制方法。

交流伺服电机超低速运转的实现

为探索单晶铜生长的最佳控制参数,研制开发了交流伺服电机超低速控制系统。主要部件采用嵌入式单片机和交流伺服电机等。提出了一种用单片机实现交流伺服电机超低速旋转的精确控制方法,实现了交流伺服电机转速小于1r/min的超低速运转。

电液马达位置伺服系统低速运动的初步试验研究

本文对电液马达位置伺服系统的低速平稳速度和平滑速度进行了有关试验研究，对几种影响系统低速性能的有关参数和因素进行了试验对比和探讨，并提出了几条有利于改善低速运动性能的建议。

空间高精度扫描伺服系统的驱动控制

研究了空间飞行器扫描伺服系统的高精度驱动控制技术。针对有效载荷对地面目标进行扫描时多要求其伺服系统提供高精度的低速性能,本文提出采用交流永磁同步电机直接驱动伺服系统,省去中间的减速器传动环节来提高伺服系统的驱动控制精度。伺服驱动控制系统用现场可编程门阵列(FPGA)作为高速信号处理芯片,提高信号的处理速度和控制精度;用高精度的绝对式光电编码器检测转动位置,提高位置检测和速度的精度;主电路采用功率线性放大技术,得到光滑,力矩脉动小的驱动波形。系统实验表明,由于该方法采用模拟正弦信号驱动,在低速时避免了脉宽调制(PWM)驱动信号开关和死区造成的速度波动,实现了高精度的速度控制,速度波动范围在1%以内;得到的电压、电流测试曲线光滑,无高次谐波干扰。该扫描伺服系统满足动态和静态要求,为实现空间低速高精度扫描提供了一种新的方法。

基于滑模自适应控制的电液位置伺服系统低速性能改善

在低速、超低速运行时,电液伺服系统受到以摩擦力为主的干扰力矩和参数不确定性等扰动,进而影响电液位置伺服系统的低速性能。该研究从低速平稳性和跟踪精度两个角度出发,分析了电液位置伺服系统低速性能的主要影响因素,提出了一种滑模自适应控制方法。并将该方法应用于某硅钢厂电液单辊CPC系统,进行了仿真。研究表明,在考虑系统非线性、扰动及参数不确定性的情况下,该研究的滑模自适应控制方法能够有效地抑制抖振并获得伺服系统的低速平稳、快速跟踪。

电液伺服系统低速跳动问题的解析

讨论了由静摩擦特性引起的电液速度伺服系统低速跳动（爬行）问题的解析解，给出产生低速跳动的临界条件，讨论了防止产生低速跳动的措施。

机电伺服系统低速问题研究进展

机电伺服系统在低速时的运行特性是系统性能的重要指标,研究机电伺服系统的低速问题,可以提高系统速率跟踪精度,对其他非线性系统的控制与设计具有一定参考价值。总结与讨论了当前机电伺服系统低速问题研究所涉及的系统低速性能影响因素与评估、低速爬行、低速速率估计、摩擦问题及补偿、量化误差及干扰观测等研究内容,并对其研究现状、研究热点与存在问题进行分析,最后指出了低速问题研究的发展方向。

低速大扭矩控制系统研究

基于国内某知名飞机装备制造公司给出的设计条件:运行速度比较低,系统转动扭矩比较大,而系统控制精度又十分高的特定工况,沿用已经存在的低速大扭矩液压马达是无法达到设计要求,本论文给出基于力士乐液压元器件的实现方法。依据系统的运动学参数,可以取得设计所需要的扭矩以及速度临界值,再据此初步选出液压元件的型号,将选定的液压元件的参数带入系统伺服函数中,用MATLAB进行建模,分析仿真结果,再微调设计参数,最终给出设计结论。

基于低速段非线性直驱伺服系统建模与分析

针对直线电机直驱伺服系统在传统建模仿真过程中未完全考虑低速段存在的非线性因素,从而导致其模型缺乏模拟实际系统工作状态的能力这一问题,首先对低速段突出的定位力和摩擦力非线性因素进行了数学建模,并加入到传统永磁直线同步电机数学模型中进行整体非线性建模仿真分析。仿真实验结果表明:直线电机在低速段运行过程中,当加入非线性扰动因素时,能明显提高模拟直驱伺服系统实际工作状态的能力。