步進電機伺服系統(tǒng)建模技術(shù)研究.pdf

1、步進電機用脈沖信號直接進行開環(huán)定位控制,而且具有一定的精度;同時控制線路簡單,使用方便.但是在開環(huán)控制系統(tǒng)中,步進電機直接起動時間長,并且易出現(xiàn)失步現(xiàn)象.微型計算機和微電子技術(shù)的發(fā)展使步進電機得到更加廣泛的應(yīng)用,同時也對步進電機的運行性能提出了更高的要求.為了改善步進電機的加減速性能,該文研究了步進電機伺服傳動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(參數(shù)模型)的建立方法、參數(shù)辨識及計算機仿真的理論和試驗,以期望為步進電機的速度控制提供理論指導(dǎo).首先,該文研究了步

2、進電機的工作原理、運行性能,分析了步進電機出現(xiàn)失步現(xiàn)象的原因,提出應(yīng)以步進電機伺服系統(tǒng)動力學(xué)模型和矩頻特性為依據(jù),推導(dǎo)其升降速曲線,以實現(xiàn)最佳速度控制.其次,該文以山大瑞茲機電科技公司的數(shù)控標牌打印機M軸伺服傳動系統(tǒng)作為研究對象,建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(微分模型和差分模型),從理論上準確描述系統(tǒng)的線性特征.再次,為了辨識出系統(tǒng)的準確數(shù)學(xué)模型,該文進行了基于MATLAB的系統(tǒng)辨識和仿真研究.MATLAB具有友好的人機交互界面,可以完成系統(tǒng)參

3、數(shù)的辨識、信號輸入與輸出、數(shù)值計算、仿真曲線輸出、存盤保護等多種功能.因此以MATLAB為系統(tǒng)辨識和仿真平臺,可以非常方便的估計系統(tǒng)的特性參數(shù).在系統(tǒng)辨識和仿真中,要注意誤差對模型精度的影響,其中噪聲和干擾帶來的誤差是應(yīng)著重考慮的.系統(tǒng)辨識時,為了削弱信號中的噪聲和干擾,把信號中感興趣的部分(有效信號)提取出來,該文研究了數(shù)字信號處理.信號處理主要是濾波,該文重點研究了濾波原理和低通IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計理論.最后,介紹了參數(shù)模型建立、