【摘要】：碼垛機(jī)械、包裝機(jī)械、分揀機(jī)械的正常工作,一般都需要伺服系統(tǒng)或伺服裝置。也正因?yàn)槿绱?伺服技術(shù)成為機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。巨大的市場(chǎng)需求,推動(dòng)了伺服技術(shù)的快速發(fā)展。本文要研究的是直線(xiàn)伺服裝置,這是通過(guò)直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的一類(lèi)作直線(xiàn)進(jìn)給的伺服系統(tǒng)。在碼垛機(jī)械、包裝機(jī)械、分揀機(jī)械中,直線(xiàn)伺服裝置都具有非常重要的用途。甚至在數(shù)控加工中心和一些工業(yè)機(jī)器人中,也離不開(kāi)直線(xiàn)伺服裝置的使用。直線(xiàn)伺服裝置在各類(lèi)機(jī)械系統(tǒng)中的運(yùn)用,有著多方面的性能要求。如果機(jī)械系統(tǒng)的直線(xiàn)行程較短,就需要直線(xiàn)伺服裝置能夠給出準(zhǔn)確的位置控制,并保證準(zhǔn)確的起停,間接涉及到瞬時(shí)的速度拉升和下降。對(duì)于直線(xiàn)伺服裝置本身而言,不僅控制的范圍要大、動(dòng)態(tài)特性要好、位置精度要高,還需要具有更高的剛度,避免因控制過(guò)程的實(shí)施導(dǎo)致諧振。本文以實(shí)驗(yàn)室自有的直線(xiàn)伺服裝置為研究對(duì)象,針對(duì)其高精度的控制問(wèn)題,提出了有針對(duì)性的控制方法,開(kāi)展的主要研究工作有:第一,給出了自行構(gòu)建的直線(xiàn)伺服裝置的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和裝置中的直線(xiàn)電機(jī),之后對(duì)直線(xiàn)電機(jī)的工作原理進(jìn)行了闡述,從電壓方程、推力方程、機(jī)械方程三個(gè)角度構(gòu)建了此種電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。第二,為本文的直線(xiàn)伺服裝置設(shè)計(jì)了控制器。在控制器的總體結(jié)構(gòu)上,電流環(huán)和位置環(huán)配合共同發(fā)揮控制作用。其中電流環(huán)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終作用于直線(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制,位置環(huán)則在電流環(huán)之前為電流環(huán)提供輸入。第三,研究了機(jī)械諧振的產(chǎn)生機(jī)理,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了本文直線(xiàn)伺服裝置發(fā)生機(jī)械諧振的位置在220Hz處。分析了關(guān)鍵參數(shù)和負(fù)載質(zhì)量對(duì)于直線(xiàn)伺服裝置動(dòng)剛度的影響,實(shí)驗(yàn)表明:比例增益、積分頻率、微分頻率的增加,都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)剛度的增大;負(fù)載質(zhì)量的增加會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)剛度的減小、誘發(fā)諧振,本文直線(xiàn)伺服裝置因負(fù)載質(zhì)量變化發(fā)生諧振的頻率位置為150Hz處。第四,分析了陷波處理的諧振抑制機(jī)制,并針對(duì)本文直線(xiàn)伺服裝置的機(jī)械諧振提出了一種基于陷波處理的控制結(jié)構(gòu)。分析了積分處理的諧振抑制機(jī)制,并針對(duì)本文直線(xiàn)伺服裝置的負(fù)載質(zhì)量諧振提出了一種基于積分處理的控制結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的陷波處理+積分處理的諧振抑制模型,有效地抑制了機(jī)械諧振和負(fù)載質(zhì)量諧振。
【圖文】：

１－１邋３０ｉ－ｍｏｄｅｌ邋Ｂ型的直線(xiàn)伺服控制系的控制效果，除了在機(jī)械裝置、控制算法也是一種發(fā)展趨勢(shì)。一提升控制效果［１５］。另一方面，一法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、專(zhuān)家系統(tǒng)算提升了伺服控制的效果［１６］。逡逑諧振抑制，是提升伺服控制效果構(gòu)造的直線(xiàn)伺服控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的，這種方法對(duì)于伺服控制中出現(xiàn)自適應(yīng)諧振抑制方法，通過(guò)設(shè)置諧

制實(shí)驗(yàn)分析此方法的效果［２６］。逡逑林應(yīng)壟針對(duì)陷波濾波器在抑制伺服系統(tǒng)諧振中的一些問(wèn)題，提出了雙Ｔ型結(jié)構(gòu)的新逡逑型陷波濾波器，如圖１－２所示，這種方法對(duì)于不同伺服系統(tǒng)出現(xiàn)的諧振具有一定的適應(yīng)逡逑能力，這種適應(yīng)能力主要是通過(guò)傅立葉分時(shí)分析定位諧振頻率區(qū)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的［２７］。逡逑，

本文編號(hào)：2611055