本文研究了伺服电机在拖动未知负载情况下的平稳启动与转动惯量估计的问题,涉及的主要内容如下:(1)介绍了伺服系统转动惯量估计问题的产生背景与研究意义,阐述了这项技术的国内外发展现状。(2)总结了伺服电机启动时产生的振动的类型,将其分为第一类振动和第二类振动,分析了每类振动的产生原因,针对不同的情况提出了对应的抑制方法。指出了S型加减速曲线能实现对第一类振动的抑制,高精度的转动惯量估计有助于对第二类振动的抑制。本文将S型加减速曲线与转动惯量估计算法相结合,令伺服电机在启动时可以同时避免第一类振动和第二类振动,实现平稳启动。(3)改进了基于递推最小二乘的转动惯量估计算法,把跟踪微分器引入到了对估计器输入数据的预处理过程中,形成了一种结合跟踪微分器预处理的递推最小二乘算法,此算法相比传统的算法增强了抗干扰能力,提高了估计精度。(4)针对伺服系统在拖动大惯量负载情况下的转动惯量估计问题,通过对伺服系统的机械运动方程进行合理的变形,避免了对转子角加速度的解算,减少了输入数据的噪声,简化了计算过程,形成了转矩积分型递推最小二乘转动惯量估计算法,这种算法相比传统算法拥有高精度地估计大转动惯量的能力。(5)在MATLAB/Simulink中搭建了伺服系统仿真模型,对本文所提出的算法进行了仿真实验,说明了算法的正确性;在项目组自研的伺服驱动器上进行了工程实验,验证了算法的工程可行性。