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随着“十三五”计划的推进,国家越来越鼓励高端制造行业的发展。伺服系统是工业生产设备的主要驱动源,其位置控制的好坏直接决定了设备的加工精度和效率。高端加工制造场合都要求伺服具有精确、快速又平稳的位置控制。本文针对伺服系统位置控制的相关技术进行研究设计。 首先设计了脉冲分频模块解决编码器分频丢脉冲问题。分析了双模吞脉冲技术的原理及缺陷,提出矫正方案。同时给出一种简单高效的单模分频方式,将小数分频等效为整数分频,避免脉冲丢失。此外,使用简化的小数分频解决了绝对值编码器脉冲输出不均匀的问题。 其次设计了速度规划算法减小电机加减速过程产生的冲击。参考FIR滤波器,推导了滤波器阶次与S形曲线参数的关系,提出了用两个FIR滤波器产生标准S形速度曲线的方法,并将该算法在伺服的随动控制和点位控制中实现。 然后设计了输入整形器抑制柔性执行机构在快速定位时产生的残留振荡。对柔性负载建模分析,将其等效为二阶振荡系统。分析输入整形器的原理,为提高整形器对频率的鲁棒性,推导出N阶整形器通式,设计零振荡导数整形器与最优整形器结合的方式,在满足抑制效果的同时,增大抑制频率的范围。 最后,搭建永磁同步电机伺服驱动平台对以上方案进行实验验证。证明了本文设计的方案能够避免脉冲丢失,保证运行过程平稳高效。所设计方案具有较强的工程实用价值,均已应用在实际产品生产中。