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随着数字伺服技术的发展和应用领域的逐步推广,对数字随动系统控制要求越来越高,在诸多影响数字随动系统控制精度的因素中,间隙非线性是最常见且棘手的问题。论文重点对间隙型非线性系统的基于模型的补偿控制策略和自适应模糊PID控制策略进行了研究,并提出了基于DSP的测控系统解决方案。
论文从分析直流伺服系统构成入手,建立了各环节的数学模型,重点研究了齿隙非线性的数学表述。所提出的数字随动系统是根据电流环、速度环、位置环的三闭环原理设计而成,在齿隙已知的情况下采用PID与逆间隙补偿控制可有效消除间隙非线性对系统的影响。由于加工、磨损等某些原因,齿隙一般不是一个确定量,提出了自适应模糊PID与间隙逆补偿的复合控制策略,可对PID参数在线自调整和自寻优,仿真结果表明所采用的方法可有效消除间隙特性引起的系统自振荡,并且能够提高系统的跟踪精度。
根据系统数字化改造要求,设计了基于 TMS320LF2407的解决方案,研究了基于DSP控制器的软硬件设计及开发中的重点问题,包括直流伺服电机的特性和选型以及相应的功放部分、控制程序流程以及PWM波形产生程序。