全闭环伺服控制谐振抑制方法研究

作者：雷力; 王亚飞; 李叶松^*

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2023, 51(11): 14-22.

DOI：10.13245/j.hust.230789

• 伺服控制
• 全闭环
• 机械谐振
• 间隙
• 状态反馈控制
• 陷波器

针对全闭环位置伺服驱动系统中机械弹性和间隙等因素引起的谐振问题，在传统“位置环-速度环-电流环”三环串级比例积分(PI)控制的基础上，提出一种基于速度差状态反馈补偿和陷波器前向抑振相结合的控制结构及设计方法．选用表征电机和负载速度及转角状态变量的速度差进行反馈补偿，采用极点半径及阻尼的自由配置，减少过多的参数设置；同时，考虑到全闭环位置控制引起的极限环振荡频率通常相对较低(不超过反谐振频率)，将陷波器处理置于位置控制器后，以减小极限环影响．在相同的电机和负载参数下，搭建了仿真模型和实验平台，并对比了串级PI控制、基于速度差的PI反馈补偿控制和本研究所提控制方法下的位置和速度响应性能．仿真和实验结果表明：所提出的控制方法能有效抑制谐振，进一步提升速度和位置增益，改善全闭环伺服控制性能．

• 单位
  武汉职业技术学院; 自动化学院; 华中科技大学; 机电工程学院