概述

近些年来,伴随着"中国制造2025"和"工业4.0"的提出和不断深化,工业机器人产业的发展势头愈加迅猛。随着工业机器人应用规模的增大,人们对机器人性能及其伺服系统的控制精度和稳定性提出了越来越高的要求。由于机械机构以及控制策略等原因,伺服系统在实际工作中不可避免地存在着振动问题,而振动极大地影响着伺服驱动系统的稳定性及控制精度,制约着机器人的发展。因此,针对伺服系统的振动抑制问题进行研究对于提高机器人性能有着极大的意义。 （1）鉴于永磁同步电机伺服驱动系统是一个多惯量,高耦合系统,为方便分析和设计该伺服系统,本项目需求：将其简化为双惯量系统模型,分析了扭转振动的产生原因；根据永磁同步电机转矩的数学模型,提出采用陷波滤波器的控制方法来抑制伺服系统的振动。为获取伺服系统的振动特征参数,在分析快速傅里叶变换算法和振动频率检测算法原理的基础上,需要搭建数据采集装置,通过该装置得到伺服系统的振动特征参数,对比添加自适应振动抑制算法前后的振动数据说明设计算法的正确性；根据检测得到的伺服系统振动参数设计陷波滤波器参数并进行在线调整,以此实现伺服驱动系统振动的自适应抑制；在搭建的永磁同步电机伺服系统模型上对扭转振动和转矩脉动分别进行抑制仿真。 （2）振动抑制技术需求：机器人由于其关节机械硬件固有属性，如电机和减速机形成驱动传动链，该链具有的柔性特性使得机器人在一定速度段运行时有共振现象，目前机器人关节伺服属于半闭环控制，希望能够通过该技术在伺服层面实现机器人末端的振动抑制，或通过设计全闭环系统、或通过辨识系统动态特性模态等途径。为了修正机器产生的振荡，通常对机械设计予以改进，并采用电子滤波器。然而，这些解决方案的成功率往往是有限的。本项目需要增设反共振控制器，并采用抑制其振动和颤动的解决方案，从而通过伺服控制器和放大器系统振荡修正此类问题。

需求详情

 近些年来,伴随着"中国制造2025"和"工业4.0"的提出和不断深化,工业机器人产业的发展势头愈加迅猛。随着工业机器人应用规模的增大,人们对机器人性能及其伺服系统的控制精度和稳定性提出了越来越高的要求。由于机械机构以及控制策略等原因,伺服系统在实际工作中不可避免地存在着振动问题,而振动极大地影响着伺服驱动系统的稳定性及控制精度,制约着机器人的发展。因此,针对伺服系统的振动抑制问题进行研究对于提高机器人性能有着极大的意义。  （1）鉴于永磁同步电机伺服驱动系统是一个多惯量,高耦合系统,为方便分析和设计该伺服系统,本项目需求：将其简化为双惯量系统模型,分析了扭转振动的产生原因；根据永磁同步电机转矩的数学模型,提出采用陷波滤波器的控制方法来抑制伺服系统的振动。为获取伺服系统的振动特征参数,在分析快速傅里叶变换算法和振动频率检测算法原理的基础上,需要搭建数据采集装置,通过该装置得到伺服系统的振动特征参数,对比添加自适应振动抑制算法前后的振动数据说明设计算法的正确性；根据检测得到的伺服系统振动参数设计陷波滤波器参数并进行在线调整,以此实现伺服驱动系统振动的自适应抑制；在搭建的永磁同步电机伺服系统模型上对扭转振动和转矩脉动分别进行抑制仿真。  （2）振动抑制技术需求：机器人由于其关节机械硬件固有属性，如电机和减速机形成驱动传动链，该链具有的柔性特性使得机器人在一定速度段运行时有共振现象，目前机器人关节伺服属于半闭环控制，希望能够通过该技术在伺服层面实现机器人末端的振动抑制，或通过设计全闭环系统、或通过辨识系统动态特性模态等途径。为了修正机器产生的振荡，通常对机械设计予以改进，并采用电子滤波器。然而，这些解决方案的成功率往往是有限的。本项目需要增设反共振控制器，并采用抑制其振动和颤动的解决方案，从而通过伺服控制器和放大器系统振荡修正此类问题。