《電力拖動自動控制系統(tǒng)》課程設計-伺服系統(tǒng)設計-文庫吧
2025-04-21 14:01 本頁面
【正文】 服系統(tǒng)單框的位置環(huán) ,速度環(huán)和電流環(huán)框圖如圖 22,圖 23 和圖 24 所示 . 圖 22 伺服系統(tǒng)位置環(huán)框圖 圖 23 伺服系統(tǒng)速度環(huán)框圖 遼寧工程 技術大學《 電力 拖動自動控制系統(tǒng)》 課程設計 3 圖 24 伺服系統(tǒng)電流框圖 圖中符號含義如下： r 為位置指令； ? 為轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角； u? 為 PWM 功率放大倍數(shù)；d? 為速度環(huán)放大倍數(shù)； v? 為速度環(huán)反饋系數(shù)； i? 為電流反饋系數(shù)； L 為電樞電感；R 為電樞電阻 ； m? 為電機力矩系數(shù)； eC 為電機反電動勢系數(shù)； J 為等效到轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量； b 為粘性阻尼系數(shù)，其中 J= mJ + LJ ， b= mb + Lb ， mJ 和 LJ 分別為電機和負載的轉(zhuǎn)動慣量， mb 和 Lb 分別為電機和負載的粘性阻尼系數(shù)； fT 為擾動力矩，包括摩擦力矩和耦合力矩。 假設在速度環(huán)中的外加干擾為粘性摩擦模型： ( ) sg n ( )f c cF t F b?? ?? ? ? ? 21 控制器采用 PID 控制 +前饋控制的形式，加入前饋摩擦補償控制表示為 ： ( ) sg n ( )f c l c lu t F b?? ?? ? ? ? 式中， clF 和 clb 為粘性摩擦模型等效到位置環(huán)的估計系數(shù)，該系數(shù)可以根據(jù)經(jīng)驗確定，或根據(jù)計算得出。 被控對象為一個具有三環(huán)結(jié)構的伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)系數(shù)和控制參數(shù)在程序中給出描述，系統(tǒng)采樣時間為 1ms。取 M=2，此時輸入指令為正弦疊加信號：( ) si n( 2 ) si n( )tr t A Ft A Ft??，其中 A=， F=. 考慮到 iK ， L 和 eC 的值很小，前饋補償系數(shù) clF 和 clb 等效到摩擦力矩端得系數(shù)可近似寫為： 1u d m gG a in K K K KR? ? ? ? ? 22 式中， gK 為經(jīng)驗系數(shù)，摩擦模型估計系數(shù) clF 和 clb 為： ccl FF Gain? 23 ccl bb Gain? 24 系統(tǒng)總的控制輸出為： ( ) ( ) ( )pfu t u t u t?? 25 式中， ()put為 PID 控制的 輸出，其三項系數(shù)為 ppk =15， iik =， ddk =chap01 控制系統(tǒng)的 simulink 程序： chap01，如圖 25 和圖 26 所示。 遼寧工程 技術大學《 電力 拖動自動控制系統(tǒng)》 課程設計 4 圖 25 三環(huán)控制的 simulink 仿真程序 圖 26 電機模型的 simulink 仿真程序 （ 1）帶摩擦無前饋補償時的仿真。正弦疊加信號跟蹤如圖 31 和圖 32 所 示，由于靜摩擦的作用，在低速跟蹤存在“平頂”現(xiàn)象，速度跟蹤存在“死區(qū)”現(xiàn)象。 （ 2）帶摩擦有前饋補償時的仿真。正弦疊加信號跟蹤如圖 33 和圖 34 所示，采用 PID 控制加前饋控制可很大程度地克服摩擦的影響，基本消除了位置跟
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