發(fā)布時間：2024-05-28 05:13

　　在Qt Creator 4.3.1的開發(fā)環(huán)境下,采用C++語言進行程序開發(fā),設(shè)計了一種電動變載荷摩擦磨損試驗機,期望能克服電動變載荷加載系統(tǒng)中存在的強擾動、強耦合、高度非線性化和不確定性等因素,提高電動變載荷加載系統(tǒng)的控制效果。提出了一種相比于自抗擾控制器(ADRC)參數(shù)減少、控制效果并未受太大影響的更加線性化、帶寬化、易于在實際工程應(yīng)用實現(xiàn)的線性自抗擾控制器(LADRC)方法,并設(shè)計擴張狀態(tài)觀測器進行干擾補償,實現(xiàn)加載壓力的實時控制。選取恒值加載、正弦波加載、鋸齒波加載3種典型信號,分別進行空載及加載試驗,通過LADRC與比例-積分-微分(PID)控制效果進行對比,試驗結(jié)果表明,在LADRC控制下,電動加載系統(tǒng)響應(yīng)速度快,控制精度高,抗干擾能力強。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1電動加載控制系統(tǒng)試驗裝置

電動加載系統(tǒng)的試驗裝置如圖1所示,主要由電動加載系統(tǒng)、樣品臺傳動系統(tǒng)、電動平移臺系統(tǒng)、基于工控機的測控系統(tǒng)4部分組成。樣品臺傳動系統(tǒng)主要由伺服電機通過同步帶帶動樣品臺進行旋轉(zhuǎn)運動。加載系統(tǒng)主要由伺服電機帶動電動缸運動,電動缸將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動,來實現(xiàn)摩擦壓頭對樣品....

圖2試驗機加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

由于電動變載荷摩擦磨損試驗機加載系統(tǒng)為系統(tǒng)關(guān)鍵部分,存在更多的非線性,對此進行建模分析,加載系統(tǒng)控制原理框圖如圖2所示。1.2.1交流伺服電機數(shù)學模型

圖3電機等效電路圖

電動加載系統(tǒng)由伺服電機通過聯(lián)軸器帶動滾柱絲杠運動,滾柱絲杠將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動,所以系統(tǒng)的機械傳動部分以伺服電機輸出軸的角度變化為輸入,以滾柱絲杠的直線運動為輸出。交流永磁同步伺服電機帶動整個電動系統(tǒng)運行,如圖3所示,建立電機的數(shù)學模型。電機的電壓平衡方程為

圖4二階線性自抗擾控制器結(jié)構(gòu)框圖

式中,kp、kd為控制規(guī)律參數(shù),r為給定值的輸入,y為系統(tǒng)輸出。線性控制律中參數(shù)kp、kd具有相對明確的物理意義,kp表示比例增益,kd表示微分增益,其整定方法可類比比例-微分(proportional-derivative,PD)控制器中的參數(shù)整定。線性擴張狀態(tài)觀測器(lin....

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