基于控制图下谐振点随机扰动的伺服系统谐振抑制

伺服系统作为工业领域生产加工方面的核心部件目前被广泛应用。伺服系统主要由速度环、电流环以及二质量系统构成，二质量系统又由电机、负载以及他们之间的传动装置连接而成。然而，由于这些传动装置并不都是理想刚性结构，目前大多采用机械负载与旋转电机驱动之间的弹性耦合机械结构。

在汉斯出版社《动力系统与控制》期刊中，有学者提出弹性耦合机械结构包含固有的谐振频率，系统在执行高动态动作指令时可能会产生明显的机械振动，导致伺服系统定位精度与响应速度降低，长时间的机械振动会导致传动部件转矩过大而受损，降低设备的使用寿命，甚至会直接使设备报废，因此有效抑制机械谐振是十分重要的。针对抑制谐振问题，有许多解决办法。这些解决方法主要有主动和被动两种方式。主动方式主要通过改变设计的控制器的参数或结构抑制机械谐振；被动方式则是在保持系统的其它设计不变的前提下，通过在伺服系统中串联陷波滤波器的方法达到抑制谐振的目的。主动方式主要分为基于PI的反馈控制、PI控制以及其他许多高级算法等。利用极点配置设计PI控制器，虽然可以利用改变闭环系统的阻尼系数改善伺服系统的性能，但这种方法也存在一定的缺陷。