探析双电机同步联动伺服系统的设计与分析

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1、南京理工大学硕士学位论文双电机同步联动伺服系统的设计与分析姓名：赵海波申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：胡维礼;樊卫华20060614南京理工大学硕士学位论文双电机同步联动伺服系统的设计与分析摘要本文以某双电机伺服系统的设计项目为背景展开研究，首先给出了双电机同步联动伺服系统的总体设计；然后分别对线性部分和齿隙、死区非线性环节进行了建模：基于模型研究了双电机同步联动控制方法，设计了模糊PI差速反馈控制策略，仿真表明模糊PI控制能取得优于常规PI控制的效果；分析了齿隙和摩擦死区环节对伺服系统性能的影响，分别

2、研究了齿隙补偿控制策略与摩擦死区非线性控制策略，仿真表明所用的补偿算法能在一定程度上削弱齿隙和死区环节对系统的影响；最后通过剖析常规PID算法，采用了一种智能分区PID控制器并进行了仿真研究，结果表明，系统能够实现高性能的位置闭环控制。关键词：伺服系统，同步联动，差速负反馈，齿隙非线性，死区非线性，；智能分区PID竺!!墨垒里里主堡苎ABSTRAcTInthispaper，allresearcheswerebasedontheprojectofdoublemotorsdrivenservosystem．Firstlythe

3、wholedesignofservosystemwasgiven，thenthesystemmodelSwereestablishedbasedonthe1inearandnonlinearelements’includingbacklashandde．adzone．Furthermore，thecontrolstrategiesofdoublemotordrivenwerestudied，thefeedbackmodeofspeeddifferencebasedonfuzzyP1wasdesigned，andthefuz

4、zyPIcangetbettercontrolthanPIbysimulation．Theeffectsofbacklashanddeadzoneindividualtotheservosystemwerestudied，thendifferentcompensationcontrolstrategieswereappliedtotheservosystemandcarlweakentheeffectsofthemtotheservosystem，tosomeextent，bysimulation．Intheend，fir

5、stlyanalysingthegeneralPIDarithmetic，thenakindofintelligencePIDc6ntrollerisusedandtheresultsshowedthatthesystemcarlrealizethepositioncontrolwithhighperformance．Keywords：servosystem，doublemotorsdrive，velocityerrorfeedback，backlashnonliear，deadzonenonliear，intellige

6、ntPIDcontrolⅡ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，I蜍,Ttn以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：丝丝么衫年7月尹日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保

7、密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：垒錾遮衫年夕月严日南京理工大学硕士学位论文取电机同步联动伺服系统的设计与分析1绪论1．1课题背景随着现代科技的发展，在许多军事、民用等场合都提出了对大功率、大惯量、高精度数字伺服系统的需求。例如，近程反导小高炮、大型雷达天线伺服系统等。在数字伺服系统中由于机械传动装置中的摩擦死区、齿隙等非线性环节的存在，降低了系统的动态性能和跟踪精度，因此，有必要研究克服这些非线性因素影响的方法。伺服系统的根本任务就是实现执行机构对位置指令的跟踪，具有较高的角速度、角加速度和跟踪精度，当给定

8、信号随机变化时，系统也能够快速、准确的跟踪并复现给定量。然而，伺服系统不仅有跟踪速度、精度方面的要求，还有功率方面的要求。由于单电机功率难以做大，有时必须采取双电机驱动，双电机驱动的优点不仅满足了系统的功率要求，还可以通过采取适当的措施有效的消除传动链齿隙，从而提高控制精度。但是双电机驱动必须保证双电机