[发明专利]一种刚-柔耦合机电伺服系统的振动控制方法有效
申请号: | 201910481968.3 | 申请日: | 2019-06-04 |
公开(公告)号: | CN110187723B | 公开(公告)日: | 2021-05-25 |
发明(设计)人: | 徐世东;文浩;金栋平 | 申请(专利权)人: | 南京航空航天大学 |
主分类号: | G05D19/02 | 分类号: | G05D19/02;G05B11/42 |
代理公司: | 江苏圣典律师事务所 32237 | 代理人: | 贺翔 |
地址: | 210016 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 耦合 机电 伺服系统 振动 控制 方法 | ||
1.一种刚-柔耦合机电伺服系统的振动控制方法,其特征在于,包括:
步骤 (1)分别采集驱动电机和负载电机上的编码器数据,实时获取柔性轴杆两端的扭转角度,计算得到所述柔性轴杆上任意位置处的微元的扭转角度,根据所述柔性轴杆的长度、极惯性矩、弹性模量和转动惯量,计算得到频域特征方程;
步骤 (2)利用所述频域特征方程,计算得到所述柔性轴杆和刚性驱动飞轮之间的耦合力矩;
步骤 (3)建立所述刚性驱动飞轮平衡方程;
步骤 (4)将所述耦合力矩带入所述平衡方程,得到系统的分数阶传递函数模型;
步骤 (5)根据所述分数阶传递函数模型,建立分数阶控制器,利用所述控制器,对所述系统进行振动控制;
所述步骤 (1)具体包括:
获取柔性轴杆的微元进行分析并求得所述微元的平衡方程;
根据所述微元上的几何关系,求解所述柔性轴杆上扭转力矩的表达式;
将所述柔性轴杆上扭转力矩的表达式带入所述平衡方程中,得到分数阶特征方程;
对所述分数阶特征方程进行拉普拉斯变换,获得频域表达式。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤 (2)具体包括:
获取柔性轴杆两端的边界条件;
根据所述边界条件,计算所述频域特征方程,获得柔性轴杆的扭转角度;
根据所述柔性轴杆的扭转角度,获取刚性负载飞轮的转角;
根据所述柔性轴杆的扭转角度和所述刚性负载飞轮的转角,计算得到所述柔性轴杆和所述刚性驱动飞轮之间的耦合力矩。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,所述步骤 (3)具体包括,
采集所述驱动电机上编码器的数据,计算得到所述刚性驱动飞轮的角加速度,根据所述刚性驱动飞轮的角加速度和驱动飞轮的转动惯量计算得到所述刚性驱动飞轮平衡方程。
4.根据权利要求3所述方法,其特征在于,所述步骤 (5)具体包括:
控制器采集所述驱动电机编码器数据,将该数据与期望数据作差后获得误差数据,控制器根据所述误差数据生成控制指令,所述驱动电机根据所述控制指令生成控制力矩,传送带根据所述控制力矩实现对系统的振动控制。
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