双电机驱动伺服系统的控制与仿真研究.pdf

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1、第29卷第3期计算机仿真2012年3月文章编号：1006—9348(2012)03一0262一04双电机驱动伺服系统的控制与仿真研究赵海波1’2(1．光电子应用安徽省工程技术研究中心，安徽铜陵2“ooo；2．铜陵学院电气工程系，安徽铜陵244000)摘要：研究双电机驱动伺服系统优化控制问题，双电机驱动伺服系统中存在齿隙非线性，从而降低系统跟踪响应速度、稳态精度及抗干扰能力，为了削弱齿隙非线性对系统产生的不利影响．提出了一种新的控制方法，采用遗传算法和RBF神经网络相结合。针对RBF神经网络控制器参数难以确定的问题．对RBF神经网络的隐层中心值和宽度进行了优化，用

2、递推最小二乘法训练隐层和输出层之间的权值。最后在双电机驱动伺服系统中进行了仿真，结果表明系统跟踪响应速度快，稳态精度高．抗十扰能力强，具有较高的鲁棒性，证明所提出的控制策略是有效的。关键词：双电机驱动：遗传算法；神经网络中图分类号：TP273文献标识码：BStudyonControlandSimulationofDual—motorDriVingSerVoSystemZHAOHai—boL。(1．En西neeringTechnologyReae眦hcemerof0ptoelectronicAppliance，AnhuiPmVince，T0nghngAnhui，2

3、44000，china；2．DepartmentofElectricalEn西neering，Ton甜ingUniversity，TondingAnhui244000，China)ABSTRACT：Dual—motord而vingseⅣosystemhasbacklashnonlinear，whichreducessystemresponsespeed，steadyaccuracyaIldanti—jammingpe如唧ance．InoIdertodiminishtheadVersee舵ctsofbacklash，anewcontmlmethodcombinin

4、ggeneticalgorithmwithRBFneuralnetworkwaspmposed．Aimingatthepmblemthatneuralnetworkpa-r锄etersaredimculttobedeterHlined，thisme山odwasusedtooptimizethecentersand诵dthsofRBFhiddenlayer，andrecursionleastsquaremethodwasusedtotraintheweightsbetweenhiddenlayer曲doutputlayer．Finally，tlle8imul“on

5、exp谢mentindual—motordrivingservosystemshowsthatthesystemhasquickresponsespeed，highsteadyaccuracy，stmng粕ti-jammingperf0珊anceandbenermbustness，whichvalidatestlIeemcacy0fthepIDposedcontrolstfategy．KEYWoIUDS：Dual—rnotordriving；Geneticalgorithm；Neuralnetworkl引言机械传动系统中，齿隙非线性的存在会影响系统动态性能和稳态

6、精度¨。]。系统不但会产生输出误差，而且也会因极限环振荡而降低其稳定性，另外齿轮的相互碰撞也会产生严重的振荡和噪音m引。在有关减弱或消除齿隙非线性影响的研究中，文献[6]给出了电消隙模型。同时对偏置电压的多种调整方案作了研究；文献[7]运用枚举算法，以确定多自由度冗余驱动消除系统齿隙的合理方案；文献[8]提出了基于逆模型的补偿方案；文献[9]提出了在齿隙间施加弱控制及碰撞扰动的强控制的补偿方案。总体来说，这些研究在控制方法上多偏于工程应用，很少有采用智能控制方法进行仿真分析。本文以存在齿隙非线性的双电机驱动伺服系统为研究对象，为了削弱齿隙非线基金项目：安徽省高校

7、自然科学研究项目(KJ201lBl86)收稿日期：2011一08—18修回日期：2011一10—25—262一性对系统产生的不利影响，提出一种新的控制策略，引入智能控制方法，运用遗传算法优化RBF(径向基函数RadialBa—sisFunction)神经网络控制器参数⋯‘121，获得了理想的控制效果。2系统模型图l为双电机驱动伺服系统示意图。00为从动子系统，D．和D，为驱动子系统。假设1在整个控制过程中，从动子系统D0与O。、0：，或者O，和0：处于交替接触状态。这是通过施加一定偏置力矩保证的，偏置力矩是两个驱动子系统输出端分别加在从动子系统上的大小相等、方向

8、相反的力矩[6】。为了方