双电机联动伺服系统控制策略设计

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摘要本文从双电机的基本结构入手，研究了驱动系统中存在的齿隙非线性因素；通过对电机电气学方程、机械动力学方程的分析与综合，建立了双电机驱动系统的动力学模型。然后探讨了双电机的消隙同步控制策略，设计了偏置电压控制方法、PI差速负反馈控制器，达到间隙消除和转速同步的目的。由偏置电压信号来去除传动链中的传动间隙；由PI差速负反馈控制器产生校正信号，确保双电机转速同步。

毕业论文关键词：伺服系统，同步联动，齿隙非线性, 差速负反馈

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The design of double motor linkage servo-system control strategy

Abstract

Start with analyzing the basic structure of the dual-motor driving system, the backlash nonlinearity has been studied. Then the mechanical dynamics equations and electrical equations has been synthesized , the kinetic model of the dual-motor driving system has been set up .The control strategy to eliminate the backlash has been discussed, while the Bias voltage control method, the PI velocity error feedback controller has been designed which is to eliminate the backlash in static and dynamic process.

Keywords： Servo-system， dual-motor driving system , backlash nonlinear, velocity error feedback

1 引言 1

1.1课题背景 1

1.2高性能伺服系统的研究现状 1

1.3本文所做的工作 4

2 双电机同步联动伺服系统的建模 5

2.1无齿隙单电机驱动系统建模 5

2.2无齿隙双电机驱动系统建模 8

3 PID控制的双电机传动消隙 14

3.1双电机传动消隙方法设计 14

3.2施加偏置电压的双电机驱动系统仿真 20

3.3本章小结 25

4 双电机同步联动控制方法研究 26

4.1双电机同步联动控制原理 26

4.2差速负反馈双电机同步联动控制仿真 27

4.3本章小结 32

结论 33

致谢 34

参考文献 35

1 引言

1.1课题背景

伴随人们对伺服系统性能要求的提高，大惯量、大功率、高精度等要求成为数字伺服系统的主要研究方向。不论是正在近程反导弹小高炮还是在大型雷达天线伺服系统的应用中都体现了这些要求。实现执行机构对位置指令的跟踪是伺服系统的主要任务就，同时伺服系统能够快速准确的跟随给定信号变化而变化，实现给定量的复现。通过对伺服系统控制策略的研究，从而有效的降低齿隙等非线性环节对数字伺服系统的影响，解决由于齿隙等非线性因素导致的系统的动态性能和跟踪精度降低的问题显得越来越重要。然而，由于单电机功的功率受限，而双电机驱动不仅可以提高功率，而且可以通过消除传动链齿隙来来提高精度，这些使得双电机伺服系统在研究与应用方面更加重要。如果双电机速度不能同步，就会出现“伺服打架”现象，双电机驱动必须保证双电机速度很好的同步，所以研究双电机同步联动伺服系统很有必要[1][2]。论文网