雙電機驅(qū)動伺服系統(tǒng)消隙及同步控制方法研究.pdf

1、雙電機驅(qū)動齒輪傳動系統(tǒng)具有輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、成本低等優(yōu)點，因此在重載場合得到了廣泛應(yīng)用。對于高精度、高速隨動系統(tǒng)，伺服電機驅(qū)動負(fù)載頻繁換向，難以克服由嚙合間隙造成的傳動誤差和回程誤差，嚴(yán)重影響伺服系統(tǒng)的傳動精度和系統(tǒng)性能。此外，當(dāng)系統(tǒng)中兩臺電機共同驅(qū)動負(fù)載時，由于實際電機參數(shù)不一致、傳動鏈抗扭特性差異、各電機受到擾動不同等因素，都會導(dǎo)致驅(qū)動電機間出現(xiàn)速度同步誤差，極易引發(fā)差速振蕩現(xiàn)象，嚴(yán)重時會造成單臺電機過載，甚至機械軸斷裂

2、，為此必須采取一定的控制方法，保證兩臺驅(qū)動電機的速度同步。
　　為消除齒輪嚙合間隙對系統(tǒng)造成的影響，本文建立了雙永磁同步電機驅(qū)動伺服系統(tǒng)含齒隙時的動力學(xué)模型，分析了齒輪嚙合原理，設(shè)計了基于變偏置力矩的雙電機消隙控制策略，對兩臺電機的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行聯(lián)動控制，始終保證至少有一個小齒輪與大齒輪嚙合，使大齒輪無法在齒隙中自由擺動，降低齒隙對系統(tǒng)的影響，從而精確傳遞力矩、速度和位移。
　　傳統(tǒng)雙PI并行控制下，當(dāng)其中一臺電機受到負(fù)載擾動

3、時，兩臺電機之間將出現(xiàn)較大的速度同步誤差，由于兩臺電機之間是齒輪剛性連接，極易引發(fā)差速振蕩現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會造成單臺電機過載甚至機械軸斷裂。針對該問題，本文結(jié)合滑?？刂扑惴ê徒徊骜詈峡刂平Y(jié)構(gòu)，提出一種轉(zhuǎn)速同步控制策略。該控制策略采用一種積分型滑模速度控制器來提高電機的抗擾性，并增強了兩臺電機之間的速度耦合作用，通過將兩臺電機之間的轉(zhuǎn)速差信息反饋到兩臺電機的電流環(huán)，來快速補償兩臺電機之間的速度同步誤差。同時，本文研究了同步耦合系數(shù)的取值對系