[1]荣亮,游 有 鹏.伺服作动器动态加载控制系统研究[J].机械与电子,2017,(04):39-43.
　.Research on Dynamic Loading Control System of Servo Actator[J].Machinery & Electronics,2017,(04):39-43.
点击复制

伺服作动器动态加载控制系统研究()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2017年04期
页码:
39-43
栏目:
机电一体化技术
出版日期:
2017-04-24

文章信息/Info

Title:
Research on Dynamic Loading Control System of Servo Actator
文章编号:
1001-2257(2017)04-0039-05
作者:
荣亮 ; 游 有 鹏
南 京 航 空 航 天 大 学 机 电 学 院 ，江 苏 南 京２１００１６
Author(s):
Ｒ Ｏ Ｎ Ｇ Ｌｉａｎｇ ;  Ｙ Ｏ Ｕ Ｙｏｕｐｅｎｇ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６ ， Ｃｈｉｎａ
关键词:
动 态 加 载 系 统 ; 结 构 不 变 性 原 理 ; 多 余 力 ; 模 糊ＰＩＤ
Keywords:
ｄｙｎａ ｍｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ;  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎｖａｒｉａｎｃｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ;  ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｆｏｒｃｅ ;  ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ
分类号:
Ｔ Ｐ２７３
文献标志码:
A
摘要:
           针 对 伺 服 作 动 器 动 态 加 载 测 试 需 求 ，提 出 由 直 线 电 机 驱 动 增 力 模 块 对 伺 服 作 动 器 进 行 动 态 加载 ，建 立 了 加 载 系 统 的 数 学 模 型 ，并 设 计 了 加 载 系 统 多 闭 环 与 前 馈 的 复 合 控 制 方 案 。 其 中 ，基 于 前 馈 控 制 减小 系 统 相 位 滞 后 ；针 对 加 载 过 程 中 因 伺 服 作 动 器 系 统 位 置 闭 环 控 制 对 加 载 系 统 产 生 的 强 位 置 干 扰 ，基 于 结构 不 变 原 理 进 行 前 馈 补 偿 以 抑 制 多 余 力 ；针 对 加 载 系 统 位 置 环 受 到 不 确 定 的 位 置 干 扰 问 题 ，将 模 糊 自 适 应ＰＩＤ用 于 加 载 系 统 力 闭 环 控 制 ，通 过 实 时 调 节ＰＩＤ控 制 参 数 ，降 低 位 置 干 扰 对 加 载 系 统 造 成 的 影 响 ，提 高 系统 的 适 应 能 力 。 仿 真 试 验 结 果 表 明 ，加 载 系 统 具 有 良 好 的 动 态 跟 踪 品 质 ，在 基 于 结 构 不 变 性 原 理 的 前 馈 补偿 控 制 下 大 部 分 多 余 力 得 到 了 有 效 的 抑 制 ，而 模 糊ＰＩＤ
相 比 传 统ＰＩＤ控 制 ，进 一 步 抑 制 了 多 余 力 、减 小 了 力跟 踪 误 差 。
Abstract:
           Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｅｒｖｏ ａｃｔｕａｔｏｒ ｄｙｎａ ｍｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ， ａ ｄｙｎａ ｍｉｃ ｌｏａｄｉｎｇｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｍ ｏｄｕｌｅ ｄｒｉｖｅｎ ｂｙ ａ ｌｉｎｅａｒ ｍ ｏｔｏｒ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄｓｙｓｔｅｍ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ａ ｃｏ ｍ ｐｏｕｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｍ ｕｌｔｉ ｌｏｏｐ ａｎｄ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｌｏｏｐ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ， ｉｎ ｗ ｈｉｃｈｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｌａｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｒｖｏ ａｃｔｕａｔｏｒ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ， ｔｈｅ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃｏ ｍ ｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｓｔｒａｉｎｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｆｏｒｃｅ ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｕｎｃｅｒｔａｉｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ， ｆｕｚｚｙ ｓｅｌｆ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ， ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ＰＩＤ ｐａｒａ ｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ， ｗ ｈｉｃｈ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｕｎｃｅｒｔａｉｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ａｎｄ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｔ ｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｄｙｎａ ｍｉｃ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ， ａｎｄ ｍ ｏｓｔ ｏｆ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｆｏｒｃｅｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃｏ ｍ ｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｃｏ ｍ ｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＰＩＤ ， ｔｈｅｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｓｔｒａｉｎｓ ｔｈｅ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ ｂｅｔｔｅｒ ．

参考文献/References:

１ ］ 　 王 力 ，钱 林 方 ，高 强 ，等 ． 基 于 灰 预 测 模 糊ＰＩＤ的 随 动系 统 负 载 模 拟 器 力 矩 控 制 研 究 ［ Ｊ ］ ． 兵 工 学 报 ， ２０１２（ １１ ）： １３７９１３８６ ．
［ ２ ］ 　 张 举 中 ． 电 动 伺 服 加 载 系 统 控 制 方 法 研 究 ［ Ｄ ］ ． 西 安 ：西 北 工 业 大 学 ， ２００７ ．
［ ３ ］ 　 王 丹 ，郭 江 真 ，樊 锐 ，等 ． 基 于 直 线 电 机 的 一 维 随 动 加载 机 构 研 究 ［ Ｊ ］ ． 机 床 与 液 压 ， ２０１３ （ ３ ）：１
３ ．
［ ４ ］ 　ＬＩＵ Ｘｉａ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｒｕｉｆｅｎｇ ， ＪＩＡ Ｊｉａｎｆａｎｇ ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｏａｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｏｒ ［ Ｃ ］／／４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， ＩＣ Ｍ Ｅ Ｔ ２０１２ ． Ｍ ａｌａｙｓｉａ ： ＴｒａｎｓＴｅｃｈ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ ， ２０１２ ．８４９ ８５２ ．
［ ５ ］ 　Ｔｒｕｏｎｇ Ｄｉｎｈ Ｑ ｕａｎｇ ， Ａ ｈｎ Ｋ ｙｏｕｎｇ Ｋ ｗａｎ ． Ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏａｄ ｓｉｍ ｕｌａｔ ｏｒ ｕｓｉｎｇｏｎｌｉｎｅ ｓｅｌｆ ｔｕｎｉｎｇ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ［ Ｊ ］ ． Ａｓｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ， ２０１１ ， １３ （ ４ ） ： ５２２ ５４１ ．
［ ６ ］ 　Ａ ｈｎ Ｋ ｙｏｕｎｇ Ｋ ｗａｎ ， Ｔｒｕｏｎｇ Ｄｉｎｈ Ｑ ｕａｎｇ ， Ｓｏｏ ＹｏｏｎＨ ｏｎｇ ． Ｓｅｌｆ ｔｕｎｉｎｇ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏａｄｓｉｍ ｕｌａｔｏｒ ［ Ｃ ］／／ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ，Ａ ｕｔｏ ｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ， ＩＣ Ｃ Ａ Ｓ ２００７ ． Ｋｏｒｅａ ： Ｉｎｓｔ ．ｏｆ Ｅｌｅｃ ．ａｎｄ Ｅｌｅｃ ． Ｅｎｇ ． Ｃｏ ｍ ｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ ， ２００７ ．３４５-３４９ ．
［ ７ ］ 　Ａ ｈｎ Ｋ Ｋ ， Ｔｒｕｏｎｇ Ｄ Ｑ ， Ｔｈａｎｈ Ｔ Ｑ ， ｅｔ ａｌ． Ｏ ｎｌｉｎｅ ｓｅｌｆｔｕｎｉｎｇ ｆｕｚｚｙ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏａｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｏｒ ［ Ｊ ］ ． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ ．ＰａｒｔＩ ： Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， ２００８ ， ２２２ （ ２ ） ：８１ ９５ ．
［ ８ ］ 　Ｔ Ｒ Ｕ Ｏ Ｎ Ｇ Ｄｉｎｈ Ｑ ｕａｎｇ ， Ａ Ｈ Ｎ Ｋ ｙｏｕｎｇ Ｋ ｗａｎ ． Ｆｏｒｃｅｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏａｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｏｒ ｕｓｉｎｇ Ｓｅｌｆ ｔｕｎｉｎｇｇｒｅｙ ｐｒｅ ｄｉｃｔｏｒ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ［ Ｊ ］ ．Ｍ ｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ， ２００９ ，１９ （ ２ ） ： ２３３ ２４６ ．
［ ９ ］ 　 刘 金 琨 ． 先 进ＰＩＤ控 制Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 仿 真 ［ Ｍ ］ ．４ 版 ． 北京 ： 电 子 工 业 出 版 社 ， ２０１６ ．
［ １０ ］ 　Ｙａｎｇ Ｇａｎｇ ， Ｌｉｕ Ｙｉｎｇｙｕ ， Ｄｕ Ｊｉｎｇ ｍｉｎ ， ｅｔ ａｌ． Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｏａｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［ Ｊ ］ ． Ｈ ｕａｚｈｏｎｇＬｉｇｏｎｇ ＤａｘｕｅＸｕｅｂａｏ ， ２０１２ ，４０ （ ０４ ） ： ５９ ６２ ．

备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 ： ２０１６ １２ ２３
基 金 项 目 ：江 苏 省 产 学 研 合 作 前 瞻 性 联 合 研 究 项 目 （ Ｂ Ｙ２０１５００３０９ ）
作 者 简 介 ：荣 　 亮 　 （ １９９３ － ），男 ，江 西 萍 乡 人 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 机 电 控 制 及 自 动 化 ；游 有 鹏
（ １９６０ － ），男 ，江 苏 南 京 人 ，教 授 ，博士 研 究 生 导 师 ，研 究 方 向 为 机 电 控 制 及 自 动 化 、数 控 技 术 。
更新日期/Last Update: 2017-06-29