变惯量多电机同步驱动伺服系统控制策略研究

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  首先,在对多电机伺服系统组成结构以及包含的非线性因素进行详细分析的基础上,建立了多电机伺服系统被控对象的数学模型。
  其次,针对传统多电机同步控制结构存在的不足,对传统的相邻耦合与偏差耦合同步结构进行了改进设计并行了仿真实验对比分析,结果显示改进的偏差耦合同步结构效果更好,但结构相对复杂。为了便于工程应用,进一步设计了一种基于虚拟主轴的改进型偏差耦合同步控制结构,给出了基于分段权值补偿方式的同步控制策略,仿真结果表明了变惯量情况下该同步控制策略的有效性。
  然后,分析了变惯量情况对系统控制精度的影响,针对惯量大范围变化条件下多电机伺服系统高精度速度跟踪控制问题,使用双曲正切柔化切换函数改进了积分滑模控制律,在此基础上设计了一种基于惯量辨识的自抗扰滑模转速复合控制律,仿真结果表明在惯量变化情况下该复合控制律能够使系统具备更好的跟踪性能。
  最后,在实际台架中进行不同惯量下的速度跟踪实验和位置跟踪实验,结果表明了本文设计的控制策略在变惯量情况下均能取得很好的控制效果。
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