双电机消隙技术在某火炮随动系统中应用

《双电机消隙技术在某火炮随动系统中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2O卷第16期电子设计工程2012年8月Vo1．2ONo．16ElectronicDesignEngineeringAug．2012双电机消隙技术在某火炮随动系统中的应用张原．周璐璐(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129)摘要：文中以某火炮随动系统的研制为背景，为了进一步提高系统精度，首先介绍了复合控制系统模型及分区PID算法，另外详细论述了双电机消隙的原理及动力系统结构，并建立了仿真模型。最后，通过matlab仿真表明同时运用分区PID算法和双电机消隙技术，能够在保证系统稳定的情况下。很大程度地提高伺服系统跟踪精度。关键词：复合控制；分区PI

2、D算法；双电机消隙；仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)16—0106—03Applicationofanti-backlashinartilleryservosystemZHANGYuan，ZHOULu．1u(ElectronicInformation[rtstitttte，NorthwesternPolytechnicalUnwe~ity，Xi’吼710129，China)Abstract：Thispapertakeaartillerywiththedevelopofthedynamicsystemforba

3、ckground．Inordertofurtherimprovetheprecisionofthesystem，Firstly，Itintroducesthecompoundcontrolsystemmodelandseparate-zonePIDalgorithm；Ialsodiscusstheprincipleofanti-backlash，andsetupthesimulationmode1．Finally，theresultofmatlabsimulationshowsthatusingseparate-zonePIDalgorithmandmea

4、nwhileusingtheanti-backlashtechnologycanensurethatthesystemisstable，anditcanlargelyimprovethetrackingprecisionofservosystem．Keywords：compoundcontrol；separate—zonePIDalgorithm；anti-backlash；simulation众所周知，经典PID由于算法简单，在随动系统的控制跟踪误差。中是十分常用的，但由于经典PID算法的比例、积分和微分1．2分区控制算法是一直不变的．这就使得它的控制效

5、果达不到很好的效果，该伺服系统的位置环的输入角为0，输出角为0，误差角而采用分区PID控制，能根据实际需要，在不同区段采用相：一。将作为计算控制变量的原始数据，根据其绝对值应算法．可以在很大程度上提高系统的稳定性。另外，伺服系的大小，对}分5个区间，进行分区间PID控制。统的齿轮中存在齿隙，采用双电机消隙技术可以很好地予以刚接收到调转位置(n)和转速(n)时，电机刚开始运克服，并使火炮跟踪精度更高，误差更小，鲁棒性更好。行，此时输出角和输入角的差值最大，处在三区，系统以最大1火炮随动系统结构及分区PII)控制算法角加速度加速再以最大角速度向平衡点接近，在此

6、阶段，应该增加K。，减小K，同时为了防止输出值过大，应当增大。。1．1复合控制系统结构系统处于二区时，选取PI控制，在此过程中使实际角速本系统使用复合控制结构_1_，及同时使用反馈和前馈控度向理想角速度靠拢。制。在位置环分区PID控制器的基础上，引入速度、加速度前在一区和零区，实际位置逐渐接近预定值，为抑制超调应馈。复合控制框图如图1所示。减小K。，增大和，。当系统处于小区，系统静差已经小到允许范围内，只需要采取P控制。2双电机消隙原理及数字仿真2．1双电机消隙原理图1前馈控制系统框图2．1．1齿隙的非线性及对系统稳定性的影响Fig．1Systemdiag

7、ramoffeedforwardcontrol在理想情况下，伺服系统中的齿轮变速装置，其输入与输反馈控制使系统具有良好的动态品质与稳定性，前馈控出间的关系应该是线性的。但实际上，由于齿轮在加工和使用制使系统根据突发的速度和加速度，做出相应的动作来减小中误差的存在，以及为了补偿由温度和弹性形变所引起的尺收稿日期：2012～06—04稿件编号：201206023寸变化，在一对相互啮合的齿轮之间总存在一定的齿隙1．图作者简介：张原(1969一)，男，陕西西安人，博士，副教授。研究方向：嵌入式系统，计算机软件，伺服系统控制。-106-张原．等双电机消隙技术在某火炮

8、随动系统中的应用2表示了齿轮啮合中的间隙。图圈，如图4所示。＼／旋