一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法，首先分析了陷波滤波器的模型，研究了陷波深度、陷波宽度和中心频率参数对其影响。通过双线性变换的离散化方法设计数字陷波滤波器，确定了其差分方程，以及陷波滤波三个参数与各项系数之间的关系。确定了在一定量化误差范围内各项系数以及输出数据的位宽。得到数字陷波滤波器的差分方程之后，提出确定其参数以及更新参数的方法，本发明专利技术研究了陷波滤波器的参数对陷波效果的影响。设计数字陷波滤波器，进行离散化处理，并结合量化误差确定了差分方程系数以及滤波器输出数据的位宽。设计了数字陷波滤波器参数的确定方法以及参数更新的流程。最终仿真验证了数字陷波滤波器谐振抑制的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法
本专利技术涉及机械
，尤其涉及一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法。
技术介绍
近年来，我国制造业由大到强，高端制造发展迅速。机械设备的制造精度逐步提高，为适应市场发展需求，交流伺服系统朝着智能化、高速、高精度的方向发展。大多数伺服控制系统中，电机与负载之间并不完全是刚性连接，存在齿轮传动、联轴器、滚珠丝杠、传动轴等柔性连接。柔性连接存在弹性，会引起机械谐振。引入谐振之后，在系统的波特图中会产生谐振点与反谐振点；在谐振点处，由波特图可知，系统的频率响应幅值突增，即电机的转矩和转速幅值增益发生突变。机械谐振危害较大，在谐振点会引发比较强烈的震荡，伺服控制系统的精度也会下降；另外谐振也会影响机械装置的使用寿命，严重时会损坏机械装置。在实际的伺服控制系统中，零件磨损、负载惯量的变化、控制系统特性的改变等都会对谐振频率产生影响。当前多采用离线的方法来抑制谐振，但当出现新的谐振点时，会引起系统振荡，发生不稳定的行为。离线谐振抑制方法每次使用前需要调整参数，带来了调试上的不方便。离线的抑制方法无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：根据谐振频率和幅值，设置陷波滤波器的参数，对谐振频率附近成分进行抑制，谐振动态抑制需要实时修改参数，对谐振进行抑制，而且需要在控制周期内完成，计算量不能过大，因此选择双T型陷波滤波器完成谐振的抑制，其阶数较低，计算量小，而且参数之间耦合关系少，便于调节，双T型陷波滤波器的传递函数如下式1所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应陷波的机械谐振抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据谐振频率和幅值，设置陷波滤波器的参数，对谐振频率附近成分进行抑制，谐振动态抑制需要实时修改参数，对谐振进行抑制，而且需要在控制周期内完成，计算量不能过大，因此选择双T型陷波滤波器完成谐振的抑制，其阶数较低，计算量小，而且参数之间耦合关系少，便于调节，双T型陷波滤波器的传递函数如下式1所示：



其中fn为陷波中心频率，单位为Hz；k为陷波宽度，单位是Hz，表示以陷波中心频率为中心，幅值下降3dB时的宽度；ξ为陷波深度，ξ可以表示为Hn为信号经过陷波之后的幅值，H为信号的原始幅值；
S2：分析陷波滤波器的三个参数对其影响，在保持陷波宽度和陷波深度不变的情况下，设置不同的陷波中心频率，陷波宽度k＝50Hz，陷波深度ξ＝0.1，fn分别取50、200、500Hz；
当陷波中心频率和陷波宽度不变时，设置不同的陷波深度；陷波中心频率fn＝500Hz，陷波宽度k＝50Hz，陷波深度ξ分别取0.1、0.5、0.9；
当陷波中心频率和陷波深度不变时，设置不同的陷波宽度；陷波中心频率fn＝500Hz，陷波宽度ξ＝0.1，陷波深度k分别取20、50、100Hz；
根据以上的分析，双T型陷波滤波器的三个参数，陷波中心频率、宽度、深度可以独立调节，互不影响；
S3：分析陷波滤波器对伺服系统性能的影响：对伺服系统进行简化；PMSM可以简化为一阶惯性环节，时间常数为L/R；电流控制器与外环的速度控制器均为PI控制器，速度控制器输出电流指令；交轴电流与电机的电磁转矩Te成正比，系数为转矩常数；
在加入陷波滤波器之前，系统在谐振点处，增益会变大；加入陷波滤波器之后，谐振点的突起会被抑制掉，在相频特性中，系统出现明显的相角滞后，会影响到系统的相位裕度；
令陷波滤波器传递函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天航，占颂，苏小宇，凡文涛，宋宝，唐小琦，
申请(专利权)人：武汉久同智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42