电工技术学报  2016, Vol. 31 Issue (6): 108-117    DOI:
电机及其控制 |
基于自适应观测器和线性二次型调节器的高性能伺服系统谐振抑制
赵寿华1, 毛永乐1, 许翠翠2, 陈阳生1
1. 浙江大学电气工程学院 杭州 310027
2. 山东省计量科学研究院 济南 250014
Torsional Vibration Suppression Based on Adaptive Observer and Linear Quadratic Regulator in High Performance Servo Drives
Zhao Shouhua1, Mao Yongle1, Xu Cuicui2, Chen Yangsheng1
1. College of Electrical Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China;
2. Shandong Institute of Metrology Jinan 250014 China
全文: PDF (39773 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 由于机械传动装置的限制,高性能伺服系统在高速正反转和快速定位等动态控制过程中容易发生机械谐振。采用考虑传动装置弹性的电机-负载双惯量机械模型,研究伺服系统的机械谐振抑制技术。以电机转速作为系统广义输出,建立基于双惯量机械模型的参考自适应观测器,实现负载惯量、负载转速和扭力矩的估计。基于观测器的估计状态和参数,设计速度环线性二次型调节器(LQR)来抑制双惯量系统中的机械谐振。为了验证观测器和LQR的有效性,利用Matlab/Simulink进行仿真研究,并在基于TMS320F28335DSP的平台上进行相关实验验证。仿真和实验表明自适应观测器能够较为精确地估计系统的参数和状态,同时也表明基于LQR的状态反馈控制能够有效地抑制传动系统中的机械谐振。
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
赵寿华
毛永乐
许翠翠
陈阳生
关键词 高性能伺服 机械谐振抑制 双惯量系统 自适应观测器 在线线性二次型调节器    
Abstract:In the applications of high performance servo system, high dynamic performance is needed to satisfy control demand. However, the limitations of transmission mechanisms in drive system lead to mechanical resonance. Therefore, this paper builds a model of 2-mass transmission mechanisms. Herein, using motor speed and q axis current, an adaptive observer can be established to estimate the load inertia, the load speed and the load torque. Based on the estimation results, a linear quadratic regulator (LQR) is designed to improve the speed performance, and is implemented in a TMS320F28335DSP based drive system. Related simulation and experimental studies have verified the effectiveness of the adaptive observer and LQR in torsional vibration suppression.
Key wordsHigh performance servo system    suppression of mechanical resonance    2-mass system    adaptive observer    on-line linear quadratic regulator   
收稿日期: 2014-03-28      出版日期: 2016-04-01
PACS: TM383.4  
基金资助:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB035604)和高等学校博士学科点专项科研基金(20130101110112)资助项目
通讯作者: 陈阳生 男,1969年生,教授,博士生导师,研究方向为电机设计及其驱动控制。E-mail: yschen@zju.edu.cn   
作者简介: 赵寿华 男,1984年生,博士研究生,研究方向为高性能永磁同步电机的驱动与控制。E-mail: zxz_9999@zju.edu.cn
引用本文:   
赵寿华, 毛永乐, 许翠翠, 陈阳生. 基于自适应观测器和线性二次型调节器的高性能伺服系统谐振抑制[J]. 电工技术学报, 2016, 31(6): 108-117. Zhao Shouhua, Mao Yongle, Xu Cuicui, Chen Yangsheng. Torsional Vibration Suppression Based on Adaptive Observer and Linear Quadratic Regulator in High Performance Servo Drives. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(6): 108-117.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2016/V31/I6/108