基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法技术方案

技术编号:46003669 阅读:12 留言:0更新日期:2025-08-01 19:07
本发明专利技术公开了基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,首先在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;然后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;建立平滑的齿隙死区模型,得到轴转矩与角度之差的输入输出关系;建立基于位置误差齿隙观测器,通过齿隙观测器对齿隙大小进行观测并建立齿隙等级;最后建立不同齿隙等级下,模型预测控制中的预测模型和代价函数。本发明专利技术解决了现有技术中存在的伺服系统由于齿隙引起振荡的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高性能伺服驱动控制,具体涉及基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法


技术介绍

1、双惯量伺服系统广泛应用于现代工业自动化领域,特别是在精密位置控制中,如cnc机床、电动执行器等。该系统由两个惯性体(电机和负载)组成,通过齿轮传动系统进行耦合,并由驱动器产生的控制信号控制电机的运动,进而驱动负载。双惯量伺服系统的动态特性对系统控制的精度与响应速度有着至关重要的影响。

2、近年来,模型预测控制作为一种先进的控制策略,能够充分利用模型信息,且可以对多输入多输出系统进行滚动优化控制,能有效处理约束问题在电机控制领域得到了广泛的关注。通过在伺服系统上应用模型预测控制,可以实现更高水平的动态性能、精确度和稳定性,从而满足不断提高伺服精度需求。

3、由于齿轮的存在,在传递扭矩的过程中,齿隙会引起相对滑移现象,当电机端和负载端的相对位置发生微小偏移时,齿隙可能在某一时刻突然"咬合"或"松开"。这种非线性瞬时效应会导致系统产生短暂的动力学扰动,进而引发振荡,这种现象称为齿隙振荡,齿隙振荡会严重影响伺服系统的稳态性能和动态性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

2.根据权利要求1所述的基于模型预测控制的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具体按照以下步骤实施:

3.根据权利要求2所述的基于模型预测控制的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具体按照以下步骤实施:

4.根据权利要求3所述的基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:

5.根据权利要求4所述的基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征在于,所述步骤4...

【技术特征摘要】

1.基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

2.根据权利要求1所述的基于模型预测控制的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具体按照以下步骤实施:

3.根据权利要求2所述的基于模型预测控制的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具体按照以下步骤实施:

4.根据权利要求3所述的基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征在于,所述步骤3具体按照以下步骤实施:

5.根据权利要求4所述的基于模型预测控制的双惯量伺服系统齿隙振荡抑制方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:张延庆刘迎兵尹忠刚原东昇汪凤翔
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:发明
国别省市:

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