【摘要】：在現(xiàn)代工廠的自動化生產(chǎn)與加工過程中,永磁同步交流伺服系統(tǒng)被日益廣泛的使用。尤其當伺服系統(tǒng)工作在位置隨動模式下,快速的跟隨性能和較高的穩(wěn)態(tài)精度,是位置伺服的最為突出的特點,也是評價伺服系統(tǒng)性能的重要指標。因此,減少伺服的跟蹤誤差,提高伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度,抑制定位時的抖振,是現(xiàn)階段中高端伺服產(chǎn)品性能的發(fā)展趨勢,也是本領域的研究方向。本文主要解決位置伺服控制存在的兩個基本問題:一是快速跟隨問題,目標是使控制對象最快速地跟隨期望的位置軌跡;二是抖振抑制問題,目標是抑制控制對象在跟隨和定位過程中所產(chǎn)生的抖振,并且同時要消除抑制所引起的相角滯后。這兩個問題,在剛性負載和彈性負載伺服系統(tǒng)中都存在。在剛性負載條件下,位置伺服的諧振主要由控制器參數(shù)不合理所引起,本文首先對系統(tǒng)位置環(huán)和速度環(huán)控制器進行整定,解決諧振問題;在此基礎上,采用一種零相角誤差跟隨控制器ZPETC(Zero Phase Error Tracking Contro ller)來減小跟隨誤差,并在仿真平臺分別初步驗證兩種解決方法的有效性。在彈性負載條件下,彈性連接裝置會為系統(tǒng)引入抖振點。采用傳統(tǒng)的陷波濾波器雖然能抑制諧振,但會為系統(tǒng)引入相角誤差,降低系統(tǒng)的跟隨性能。本文采用一種零相角誤差陷波濾波器ZPNF(Zero Phase-error Notch Filter)來抑制定位抖振并同時減小相角滯后,最后結合ZPETC,得到最優(yōu)的控制效果,解決這兩個問題,并在仿真平臺上初步驗證算法的有效性。最終分別在剛性和彈性實物實驗平臺上,對參數(shù)整定結合ZPETC、ZPNF結合ZPETC解決跟隨與抖振問題的有效性進行驗證。實現(xiàn)了在抑制抖振的同時提高系統(tǒng)的響應速度,減小了跟蹤誤差。
[Abstract]:Permanent magnet synchronous AC servo system is widely used in modern factory automation production and processing process. Especially when the servo system works in the position following mode, it is the most outstanding characteristic of the position servo system that it has fast following performance and high steady-state precision. It is also an important index to evaluate the performance of the servo system. Therefore, reducing the tracking error of servo, improving the steady-state precision of servo system and suppressing buffeting in positioning are the development trend of the performance of high-end servo products at this stage, and also the research direction in this field. This paper mainly solves two basic problems of position servo control: one is the fast following problem, the other is the chattering suppression problem, which aims to make the control object follow the desired position trajectory as quickly as possible. The aim is to suppress the chattering produced by the object in the process of following and locating, and at the same time to eliminate the phase lag caused by the suppression. These two problems exist in rigid load servo system and elastic load servo system. Under the condition of rigid load, the resonance of position servo is mainly caused by the unreasonable parameters of the controller. In this paper, the position loop and the speed loop controller of the system are first tuned to solve the resonance problem. A zero phase angle error following controller (ZPETC (Zero Phase Error Tracking Contro ller) is used to reduce the following error, and the effectiveness of the two methods is preliminarily verified on the simulation platform. Under the condition of elastic load, the chattering point will be introduced into the system by the elastic connection device. Though the traditional notch filter can suppress the resonance, it can introduce the phase angle error into the system and reduce the performance of the system. In this paper, a zero phase angle error notch filter (ZPNF (Zero Phase-error Notch Filter) is used to reduce buffeting and phase lag. Finally, the optimal control effect is obtained by combining with ZPETC, to solve these two problems. The effectiveness of the algorithm is preliminarily verified on the simulation platform. Finally, the effectiveness of parameter tuning combined with ZPETC,ZPNF and ZPETC to solve the problem of follower and buffeting is verified on the rigid and elastic physical experiment platform. At the same time, the response speed of the system is improved, and the tracking error is reduced.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM921.541

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