雙慣量彈性系統(tǒng)負載擾動觀測器設計研究.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能廣泛地應用于工業(yè)及運動控制領域。在軋鋼機、機器人關節(jié)等常見的電拖機構中，普遍地存在著由于連接裝置有限彈性引發(fā)的機械諧振以及負載變化造成的動態(tài)干擾現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象的存在不僅造成設備本身的損壞，而且會嚴重地影響生產(chǎn)流程及效率、降低工件質量，惡化其控制品質，制約了工業(yè)裝備制造的發(fā)展。所以解決抗諧振與抗干擾問題具有重大的現(xiàn)實意義及影響。
　　本文首先研究單慣量系統(tǒng)負載擾動觀測器(Disturbance Obser

2、ver,DOB)，并對其結構進行改進。單慣量系統(tǒng)存在著因負載突變或其他外部影響引發(fā)的動態(tài)速降以及低速轉速脈動問題。利用設計的改進型觀測器可有效解決上述問題，DOB應用效果通過仿真予以驗證。
　　其次對軋機等傳動設備進行雙慣量建模，對相關機理進行分析。著重研究了雙慣量抗諧振與抗干擾存在的矛盾，通過仿真予以驗證。為了解決此矛盾，提出了一種基于觀測器法狀態(tài)反饋控制策略。傳動機構負載端無相應的檢測反饋設備，故采用觀測器法獲取負載端狀態(tài)量。

3、其目的在于抑制諧振造成的速度波動，增強負載突變時系統(tǒng)的抗擾能力，使其具有較好地抑制動態(tài)變化的性能。該方案是將分數(shù)階擾動觀測器(Fractional OrderDisturbance Observer, FO-DOB)與狀態(tài)觀測器結合，本文對二者的機理與具體實現(xiàn)做了詳細的研究及闡述，仿真驗證了所提方法的有效性。
　　最后在單慣量及雙慣量測試平臺上對上述算法進行驗證。單慣量負載擾動觀測器可有效解決其抗擾和低速脈動問題。針對雙慣量系統(tǒng)設