基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法技术方案

本发明专利技术公开了基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：在d

【技术实现步骤摘要】
基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法


[0001]本专利技术属于高精度交流伺服控制系统
，涉及基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法。

技术介绍

[0002]随着我国人民经济的不断发展和工业自动化水平的不断提高，对高性能伺服驱动控制系统的需求也日趋增大。特别是在运动控制方面，由于伺服驱动控制系统具有快速响应好、控制精度高、稳定性强等优点，能够方便、灵活、准确、快速地跟随外部指令动作，在高端医疗设备、工业机器人、数控机床、新能源、航空航天等众多领域得到了广泛应用。
[0003]伺服驱动产品需要控制和执行系统有足够的“冗余度”，即较强的“柔性”，才能更好地应付突发事件，满足不同状况的需要。例如，工业机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的传动机构的数量就越多，从而适应不同的状况的要求。当传动装置中存在齿轮、滚珠丝杠、减速箱等部件时，必然会为系统引入齿隙，齿隙非线性因素会严重影响伺服系统的稳态性能和动态性能，甚至可能导致系统不稳定，主动轮与从动轮反复碰撞导致震荡和噪声，严本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，在d
‑
q坐标系下，建立永磁同步电机数学模型，得到电磁转矩表达式；步骤2，以转速和位置为状态变量建立伺服传动系统动力学数学模型；步骤3，建立齿隙的死区模型，得到轴转矩与角度之差的输入输出关系；步骤4，建立滑模观测器，通过滑模观测器对轴转矩进行观测；步骤5，根据步骤1得到的电磁转矩表达式、步骤2得到的伺服传动系统动力学数学模型和步骤3得到的齿隙模型，建立系统没有进入齿隙和系统在齿隙中两种情况下，模型预测控制中的预测模型和代价函数；再通过步骤4得到的轴转矩是否为0，选择两种不同的预测模型和代价函数。2.根据权利要求1所述的基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤1中，d
‑
q坐标系下，电磁转矩表达式如下式：T
e
＝1.5n
p
(ψ
d
i
q
‑
ψ
q
i
d
)＝1.5n
p
[ψ
f
i
q
+(L
d
‑
L
q
)i
d
i
q
]
ꢀꢀꢀ
(1)；其中，i
d
为d轴定子电流分量；i
q
为q轴定子电流分量；L
d
为d轴定子电感分量；L
q
为q轴定子电感分量；ψ
f
为转子永磁体磁链；n
p
为永磁同步电机极对数；ψ
d
为d轴磁链；ψ
q
为q轴磁链。3.根据权利要求2所述的基于轴转矩的预测控制双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤2中，双惯量伺服系统的数学模型如下公式：其中，J
m
为驱动侧惯量；B
m
为驱动侧摩擦阻尼；J
l
为从动侧惯量；B
l
为从动侧摩擦阻尼；K
s
为传动轴的弹性系数；B
s
为摩擦阻尼；ω
m
驱动侧转速；为驱动侧转速微分；为从动侧转速微分；ω
l
为从动侧转速；θ
m
为驱动侧位置；θ
l
为从动侧位置；为驱动侧位置微分；为从动侧位置微分；T
s
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠刚，路畅，张彦平，刘静，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：