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雙電機消隙技術在某火炮隨動系統(tǒng)中的應用

作者: 時間:2012-10-27 來源:網絡 收藏

2.2.2 伺服系統(tǒng)模型
依據(jù)伺服系統(tǒng)的結構框圖,可得到基于分區(qū)PID控制的伺服系統(tǒng)分析模型,如圖5所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/159750.htm

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由工作空間獲得加速度、速度的前饋控制量,分別由C2、C3模塊輸入;由位置環(huán)得到位置的反饋量,由C1輸入;綜合后輸入到updata模塊,此模塊主要用于產生用戶已設定好的數(shù)據(jù),即用戶在GUI界面設置的運動及參數(shù);methID是位置控制器,通過位置誤差進行分區(qū)PID控制。
S-control是速度控制器,接收速度環(huán)的反饋,其輸入為電壓,輸出為電流。
xiaoxi模塊是消隙控制單元,其輸入為電流,形成消隙偏置電流,輸出被加到2個電機的電流給定端,實現(xiàn)電消隙。
Magnify模塊表示的是功率放大器,用來驅動電流的放大。經過Motor transfer模塊的電機電樞模型,形成電流環(huán)的反饋。Torque factor模塊表示的是扭矩系數(shù),輸出為電機扭矩。經過load減速機,此處的反饋經過Speed detector模塊的測速機輸出斜率,將速度轉化為電壓,然后經過模塊Speed/1、Speed/2形成的差速反饋控制,保證了兩個電機同步運行,最終到達S-control,形成速度環(huán)的反饋。
減速機帶動兩個相同模數(shù)的小齒輪,小齒輪的輸出為位置量。
Gear gap模型可以設置齒隙大小。
Elasticity模塊是大小齒輪間傳遞力矩的模型,齒輪間是通過彈性力接觸的。此模塊輸入為位置量,輸出是扭矩,此扭矩用來驅動big gear大齒輪從而帶動負載。
2.2.3 結果分析
圖6(a)為定點帶炮時考慮齒隙但未消隙的跟蹤曲線,圖6(b)為考慮齒隙且用后的跟蹤曲線,其中齒隙選為3mil。
圖6(a)和圖6(b)對比可知,未消隙時,系統(tǒng)不穩(wěn)定,跟蹤誤差在±0.2°以內震蕩,無法實現(xiàn)高精度跟蹤,運用雙電機消隙后,跟蹤誤差幾乎減小到0°,明顯消除了定點帶炮時的殘余震蕩。
圖7(a)為正弦?guī)跁r雙電機消隙+經典PID算法的跟蹤曲線,圖7(b)為雙電機消隙時+的正弦跟蹤曲線。
圖7(a)、7(b)對比可知在正弦?guī)跁r跟蹤誤差幾乎為0,經典PID算法明顯有延遲且誤差比較大。

3 結論
該系統(tǒng)采用分區(qū)PID控制+雙電機消隙技術,仿真結果表明了這種結合方法的的可行性和有效性。不僅保證了系統(tǒng)跟蹤的快速性、穩(wěn)定性,而且跟蹤精度有了很大提高。


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