双直流伺服电机同步协调控制方法研究

两台伺服电机同步运动的控制方法在机器人控制中，两台伺服电机同步运动是非常常见的应用场景。

在实现这一目标时，需要考虑多个因素，包括控制策略选择、编码器信号处理、运动规划和同步误差补偿等。

本文将介绍10条关于两台伺服电机同步运动的控制方法，并针对每个方法进行详细描述。

1. 固定速度同步固定速度同步是最简单的同步控制策略之一。

当两台电机需要进行同步运动时，控制系统简单地设定一个固定的速度，并使两台电机以相同速度运转。

这种方法非常容易实现，但缺点是无法进行精细的控制，无法适应不同的工作负载和环境变化等因素。

此方法适用于要求同步精度不高的低要求应用场景。

2. 位置比较同步位置比较同步是一种基于编码器反馈的同步控制策略。

在运动过程中，两台电机所连接的机械系统需要一个共同的位置参考点，控制系统通过比较这两个位置信号的偏差来控制两台电机实现同步运动。

此方法的优点是同步效果较为精确，但缺点是需要编码器反馈，且无法适应突然的负载变化。

3. 时间比较同步时间比较同步是一种基于定时器的同步控制策略。

当两台电机需要进行同步运动时，控制系统使用定时器来定时，以确保两台电机在相同时间内完成运动。

此方法实现简单，无需编码器反馈，但受到定时器精确度的限制。

4. PID 控制同步PID控制同步是一种基于PID控制器的同步控制策略。

PID控制器是一种广泛应用于控制系统中的控制器，它通过比较设定值和实际值的偏差来调节输出信号，以达到减小误差和稳定控制的目的。

在使用PID控制器实现同步控制时，控制系统需要根据具体的工作负载、运动速度和运动规划等因素来调节PID参数。

此方法适用于对同步精度有较高要求的应用场景。

5. 动态滤波同步动态滤波同步是一种基于滤波器的同步控制策略。

此方法将编码器反馈信号通过滤波器处理，以提高信号的稳定性和精确度。

滤波器的参数需要根据具体的工作负载和运动规划等因素进行调节。

此方法适用于对同步精度有一定要求的应用场景。

华中科技大学硕士学位论文摘要天线伺服系统是雷达以及其他跟踪设备的重要组成部分，它驱动雷达转台使其按照给定指令运动，从而实现雷达的定位、测角等功能。

由于雷达转台负载往往较大，且传动链中存在齿隙等非线性因素的影响，为了实现高精度、高速度且稳定性好的的天线伺服控制，常采用双轴联动驱动的方式。

本文对这种采用双轴结构伺服系统的同步控制及消隙方法进行了研究。

首先对齿隙和同步问题以及相关技术的研究现状进行了概要的介绍，描述了典型天线伺服系统的控制模型结构，详细讨论了双轴联动消除齿隙和同步控制的理论方法；然后利用MATLAB/SIMULINK分别建立了交流伺服系统仿真模型、含齿隙非线性因素的齿轮传动环节仿真模型以及消隙功能模块的仿真模型；分别验证了同步和消隙方法的正确性、有效性，同时也提出了两种方法的综合控制问题，设计了一种耦合性质的综合控制策略，并且仿真验证了这种综合控制策略的可行性，为实际应用提供设计依据；最后在双轴交流伺服驱动器平台上设计实现了同步控制及消隙控制方法。

本文所探讨的双轴伺服驱动建模方法、消隙与同步控制策略以及软件设计方法具有较好的通用性、实时性，可用于不同型号的双轴雷达伺服平台，也可应用于工业领域的双轴驱动应用场合。

关键词：天线伺服系统双轴消隙同步控制华中科技大学硕士学位论文AbstractAntenna servo system is an important device in radar and other tracking equipments, which rotates the radar platform to track the given commands and implement the functions of the radar system such as location and angle measurement. In some practice, dual-axis servo system needs to be generally used for antenna driving system to achieve high precision, high speed and high stability. Considering that the radar rotating platform always have heavy load, and also there are nonlinear factors exist in the transmission chain, the theory and technology of synchronous control and anti-backlash based on the dual-axis servo system has been researched in this thesis.The application problem and introduced recent research status of the backlash nonlinearity and synchronization problem has been described in this thesis, including the typical control model of the antenna servo system, and then the principles of anti-backlash and synchronous control based on dual-axis servo system has been analyzed in detail. Then the models of AC PMSM servo system, gear transmission system with backlash nonlinearity and the function module of anti-backlash were respectively set-up in Matlab/Simulink environment. The simulation results verified the validity of anti-backlash and synchronous control strategies based on dual-axis system. Meanwhile, the problem on how to integrate the two kinds of control was considered and a coupled integrative control was designed and simulated to approve the feasibility to supply a good direction for the practice. In the end, the software modules of anti-backlash and synchronous control method were designed on the dual-axis ac servo platform.The method building the dual-axis servo system simulation model, the algorithm of anti-backlash and synchronous control, the procedure of software could be general used in different types of dual-axis radar servo platform. In the same time, they could be considered in dual-axis servo driving application in industry.Keywords: Antenna servo system Dual-axis Anti-backlash Synchronous control独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

一类双电机同步驱动伺服系统的高性能控制策略研究开题报告一、选题背景现代机械设备中普遍采用伺服系统来实现高精度、高稳定性的位置和速度控制。

而在双电机同步驱动的伺服系统中，存在互相影响的耦合现象，导致传统控制方法无法满足系统高性能控制的要求。

因此，对双电机同步驱动伺服系统的高性能控制策略进行研究，对提高系统控制精度、响应速度和稳定性具有重要意义。

二、研究内容和目标本文将针对双电机同步驱动伺服系统的控制问题进行研究，并提出一种高性能控制策略。

具体研究内容和目标如下：1. 深入分析双电机同步驱动伺服系统的动力学特性和耦合现象，建立相应的数学模型。

2. 提出一种基于模型参考自适应控制 (MRAC) 算法的高性能控制策略，通过引入额外的参考模型，在适应性自调节的基础上，引入模型预测控制与PID 控制相结合的控制算法，克服双电机同步驱动伺服系统耦合问题。

3. 设计一个适合双电机同步驱动伺服系统的控制平台，实现上述高性能控制策略的调试和验证，并对所提出的控制策略进行性能分析和对比实验，验证其有效性和优越性。

三、研究意义和创新点本项目的研究意义和创新点主要体现在以下几个方面：1. 在双电机同步驱动伺服系统的控制研究领域，针对耦合问题提出了一种新的高性能控制策略。

2. 通过引入模型参考自适应控制算法，克服了传统PID控制方法对于系统动态性能的制约，提高了系统的控制精度、响应速度和稳定性。

3. 通过实验验证，证明了所提高性能控制策略的有效性和优越性。

四、研究方法本项目主要采取理论分析和实验验证相结合的研究方法。

具体包括：1. 系统动力学特性分析：通过建立双电机同步驱动伺服系统的数学模型，分析系统的动力学特性和耦合现象。

2. 控制算法设计：提出一种基于模型参考自适应控制的高性能控制策略，依托MATLAB/Simulink进行仿真验证，进行性能评估和比较分析。

3. 实验验证：设计合适的试验平台，在不同负载和外部干扰等情况下对所提出的高性能控制策略进行验证，并进行实验数据分析和论证。

双驱动协调运动同步控制方法
首先，双驱动协调运动同步控制方法可以通过精确的位置反馈
系统来实现。

这意味着每个驱动器都配备有高精度的位置传感器，
以便实时监测其位置和速度。

通过比较两个驱动器的位置反馈信号，控制系统可以实时调整每个驱动器的运动参数，以确保它们保持同
步运动。

其次，双驱动协调运动同步控制方法还可以利用先进的控制算
法来实现。

例如，可以使用PID控制器或模糊控制器来动态调整每
个驱动器的输出，以响应外部干扰或系统变化，从而保持两个驱动
器的同步性。

此外，双驱动协调运动同步控制方法还可以采用实时通信技术，确保两个驱动器之间能够实时交换数据和指令。

这样，控制系统可
以根据另一个驱动器的状态实时调整自身的控制策略，从而实现更
加精准的协调控制。

最后，双驱动协调运动同步控制方法还可以结合机械设计上的
优化，例如使用同步带、齿轮传动等机械结构来确保两个驱动器之
间的运动同步性。

总的来说，双驱动协调运动同步控制方法是一种综合利用传感器、控制算法、通信技术和机械设计的方法，可以实现高精度、高稳定性的运动控制，适用于许多需要精密运动控制的工业和科研领域。

多伺服电机协同控制关键技术研究摘要：随着现代工业自动化水平的不断提高，对于电机控制的要求也越来越高。

传统的单伺服电机控制方式已经无法满足现代化生产要求，因此，多伺服电机协同控制成为了电机控制技术的重要研究方向。

本文将从多伺服电机协同控制的基本原理、关键技术及应用方面进行详细阐述，旨在为电机控制技术的研究提供一定的参考。

关键词：多伺服电机，协同控制，关键技术一、引言随着现代工业的不断发展，电机作为工业生产中不可或缺的设备，其控制技术也得到了极大的发展。

在传统的单伺服电机控制方式中，由于其控制精度和响应速度有限，已经无法满足现代化生产的要求。

因此，多伺服电机协同控制成为了电机控制技术的重要研究方向。

多伺服电机协同控制技术是指在多个伺服电机之间进行信息交流和协同控制，以实现更高的运动精度和更快的响应速度。

本文将从多伺服电机协同控制的基本原理、关键技术及应用方面进行详细阐述，旨在为电机控制技术的研究提供一定的参考。

二、多伺服电机协同控制的基本原理1.多伺服电机的分类多伺服电机按照其结构和控制方式可以分为两类：单轴多伺服电机和多轴多伺服电机。

单轴多伺服电机是指在同一轴向上，采用多个伺服电机进行协同控制。

多轴多伺服电机是指在多个轴向上，采用多个伺服电机进行协同控制。

2.多伺服电机协同控制的基本原理多伺服电机协同控制的基本原理是通过多个伺服电机之间的信息交流和协同控制，实现更高的运动精度和更快的响应速度。

在多伺服电机协同控制系统中，各个伺服电机通过网络互相连接，形成一个相互协调的控制系统。

这个控制系统的核心是主控制器，主控制器通过对各个伺服电机的控制信号进行协同控制，实现对电机的精确控制。

三、多伺服电机协同控制的关键技术1.伺服电机的选型伺服电机的选型是多伺服电机协同控制系统中的关键技术之一。

伺服电机的选型需要考虑到控制精度、响应速度、扭矩输出和功率等方面的要求。

在选型时，需要综合考虑各个方面的要求，选择最适合的伺服电机。

.. 如何用一个PLC控制两个或多个伺服电机同步运行
主电机速度改变时，其它伺服电机也跟着同步运行.
用第一个伺服驱动的输出控制第二个伺服驱动器，就可以实现同步运动了，只要要求不是太高这种方法完全可行。

同步分控制精度来确定控制方案的。

1：简单的多个伺服电机转速的同步，完全可以PLC不同输出口发同一个速度出去，这个不是跟随。

2：伺服驱动有脉冲输出功能，可以用这个控制下一台伺服的速度，这个是简单跟随。

3：相应速度和跟随精度要求很高，建议使用多轴运动控制器，以前见过派克的一款，假设有A/B/C三台伺服,使用PLC 控制A伺服,然后A伺服有AB反馈,通过AB反馈到B伺服达到对B伺服的控制,再通过B伺服的反馈,接到C伺服,这样就可以达到伺服的联动及同步性,以上的联动可能有毫秒级的偏差.但是使用在一般的机床上是没有什么问题的。

方法一：在一台电机上安装编码器，通过编码器的反馈去控制进另一台电机，来达到同步；
方法二：利用运动型控制PLC，里面带有电子凸轮机构，可以进行同步跟踪控制；
;.。

双直流伺服电机同步协调控制方法研究李金鹏【摘要】随着工业的发展,越来越多的场合应用到多电机传动系统,包括军事,航空以及印刷和纺织等工业领域.为了提高多电机传动系统的动态和稳态性能,以及满足一些特定系统对多电机精确同步的要求,多电机同步控制方法的研究变得越来越重要.例如一个高精度的多电机同步控制系统可以应用到航空器的对接和智能化雷达群的协调控制.%With the development of industry, the multi-motor drive system is widely used in more and more areas including military, aviation and printing and textile industries. In order to improve the dynamic and steady-state performance of multi-motor drive system and to meet the requirements on its precise synchronization in some specific system, it is important to research the multi-motor synchronous control system. For example, a high-precision multi-motor synchronous control system can be applied to the coordination of aircraft docking and intelligent radar group.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】2页(P111-112)【关键词】控制;直流;同步【作者】李金鹏【作者单位】吉林省民航机场集团公司机务工程部,长春130039【正文语种】中文【中图分类】TM921.51．1 并行控制双直流伺服电机并行控制是一种典型的非耦合控制，这种控制算法在同步精度要求不高的很多领域中得到了广泛的应用，以两台电机组成的系统为例，在并行控制下，两台电机分别跟踪用户给定值，相当于一个开环系统，系统结构如图1。

两个（或多个）电机如何同步的问题，包括要求转速或转角完全同步，另外，如果要求两个电机输出的线速度同步，而机械系统存在误差时，两个电机如何同步的问题。

#以前做项目时涉及过这个问题，当时考虑的两种方法：1、第一个主动电机使用速度（或位置）控制方式，由PLC或运动控制器输出模拟量控制其转速，其伺服驱动器将电机编码器的脉冲输出，并连接到从动电机驱动器的脉冲输入口中，这样，从动电机的转动角度由主动电机编码器的输出脉冲给定，其转速也由主动电机编码器的脉冲频率确定，使两者的转速和转动角度一致。

2、主动电机的控制方式同上，但是将第一个电机的转矩输出（通过总线或模拟量），并输入到从动电机驱动器中，从动电机使用转矩控制方式，其转矩与第一个电机的输出转矩一致。

通过主动电机和从动电机负载之间的物理约束，使得两者的转速和转角同步。

使用该方式时可以避免受到两个电机传动系统机械误差的影响。

根据我们的使用条件，电机启动时设置3~4秒的加减速时间到达工作转速，我们用的是第二种同步方式，效果不错。

#在传统的传动系统中，要保证多个执行元件间速度的一定关系，其中包括保证其间的速度同步或具有一定的速比，常采用机械传动刚性联接装置来实现。

但有时若多个执行元件间的机械传动装置较大，执行元件间的距离较远时，就只得考虑采用独立控制的非刚性联接传动方法。

下面以两个例子分别介绍利用PLC和变频器实现两个电机间速度同步和保持速度间一定速比的控制方法。

1、利用PLC和变频器实现速度同步控制薄膜吹塑及印刷机组的主要功能是，利用挤出吹塑的方法进行塑料薄膜的加工，然后经过凹版印刷机实现对薄膜的印刷，印刷工艺根据要求不同可以采用单面单色、单面多色、双面单色或双面多色等方法。

在整个机组中，有多个电机的速度需要进行控制，如挤出主驱动电机、薄膜拉伸牵引电机、印刷电机以及成品卷绕电机等。

电机间的速度有一定的关系，如：挤出主电机的速度由生产量要求确定，但该速度确定之后，根据薄膜厚度，相应的牵引速度也就确定，因此挤出速度和牵引速度之间有一确定的关系；同时，多组印刷胶辘必须保证同步，印刷电机和牵引电机速度也必须保持同步，否则，将影响薄膜的质量、印刷效果以及生产的连续性；卷绕电机的速度受印刷速度的限制，作相应变化，以保证经过印刷的薄膜能以恒定的张力进行卷绕在上述机组的传动系统中，多组印刷胶辘的同步驱动可利用刚性的机械轴联接，整个印刷胶辘的驱动由一台电机驱动，这样就保证了它们之间的同步。

数控机床双轴驱动同步控制方法的探讨
随着数字化、自动化、智能化的不断深入发展，数控机床同步控制技术已经成为数控机床中的重要技术之一，对提高机床的加工精度、加工效率和生产成本均有显著的作用。

本文主要研究的是数控机床双轴驱动同步控制方法，介绍同步控制的原理、方法和应用，并对机床的加工效果进行验证。

一、同步控制原理
数控机床双轴驱动同步控制方法，是指在两个或多个轴之间通过同步控制实现更加精准的控制效果。

其原理主要是通过建立一个同步坐标系，将两个或多个轴的运动情况放在同一坐标系中进行控制。

由于同步坐标系中的各轴运动状态相对稳定，因此可以实现更加精准的同步控制。

1. 基于位置控制的同步控制方法
数控机床双轴驱动同步控制方法可以应用于多种机床加工，比如销轴的加工、挤浆机的加工等。

以销轴的加工为例，采用同步控制可以实现两个或多个轴的同步加工，从而提高加工效率和加工精度。

四、实验结果验证
为了验证双轴驱动同步控制方法的效果，我们进行了一些实验，以销轴的加工为例。

实验结果显示，采用同步控制后，加工效率和加工精度均得到了显著提高，且可以实现更加精准的控制效果。

综上所述，数控机床双轴驱动同步控制方法是一种非常有前途的数控机床控制技术，可以有效提高加工效率和加工精度。

在以后的数控机床加工中，将会得到广泛的应用。

伺服电机同步控制方案主要包括以下几个方面：1. 编码器反馈系统定位：使用高精度的绝对式编码器来反馈伺服电机的位置和速度。

这种编码器可以直接产生数字信号，使得伺服电机可以直接读取精确的位置信息，而不需要使用复杂的转换电路。

这种反馈方式适用于对定位精度要求较高的应用场景。

2. 主从控制：在这种方式下，多个伺服电机只需要各自配置一套控制器，通过主从控制的方式实现同步运行。

主控制器负责控制整个系统的运行，而从控制器则根据主控制器的指令调整自身的运行状态。

这种方式适用于对同步精度要求一般，但需要降低系统成本的场景。

3. 通信控制：这种方式下，多个伺服电机通过通信接口进行同步控制。

通过以太网、串行通信等方式，各个伺服电机可以接收同一控制信号，从而实现同步运行。

这种方式适用于对同步精度要求较高，需要实现远程控制和网络管理的场景。

在具体实现方案中，我们可以采取以下步骤：1. 确定伺服电机的型号和数量，选择合适的编码器和控制器。

2. 根据应用需求，确定同步精度和响应时间等参数。

3. 配置编码器，使其能够准确反馈电机的位置和速度。

4. 将编码器信号接入伺服控制器，实现电机的速度和位置控制。

5. 根据主从控制或通信控制的方式，实现多个电机的同步运行。

6. 进行系统调试和测试，确保各个电机的同步精度和稳定性。

在实施过程中，需要注意以下几点：1. 编码器的精度和稳定性直接影响电机的定位精度和同步精度，因此需要选择高精度、稳定的编码器。

2. 在主从控制或通信控制方式下，需要确保各个控制器之间的通信稳定、可靠，避免出现通信故障导致同步失真。

3. 在调试和测试过程中，需要不断调整控制参数，优化系统的同步性能。

综上所述，伺服电机同步控制方案可以根据具体应用需求选择合适的反馈系统和控制方式。

在实施过程中，需要注意编码器的选择、控制器配置、通信稳定性和调试测试等方面的问题。

通过合理配置和控制参数，可以获得较高的同步精度和稳定性，满足各种应用场景的需求。

直流伺服电机调速控制系统解析，直流伺服电机的调速控制方式直流伺服电机速度控制单元的作用是将转速指令信号转换成电枢的电压值，达到速度调节的目的。

现代直流电机速度控制单元常多采用晶闸管（可控硅，SCR）调速系统和晶体管脉宽调制（PWM）调速系统。

调速的概念有两个方面的含义：（1）改变电机转速：当指令速度变化时，电机的速度随之变化，并希望以最快的加减速达到新的指令速度值；（2）当指令速度不变化时，电机的速度保持稳定不变。

为调节电机转速和方向，需对直流电压的大小和方向进行控制，如何控制？直流伺服电机速度控制单元的作用：将转速指令信号转换成电枢的电压值，达到速度调节的目的。

直流电机速度控制单元常采用的调速方法：晶闸管（可控硅）调速系统；晶体管脉宽调制（PWM）调速系统。

1、晶闸管调速系统在交流电源电压不变的情况下，当改变控制电压Un*时，通过控制电路和晶闸管主电路改变直流电机的电枢电压Ud，得到控制电压Un*所要求的电机转速。

电机的实际电压Un作为反馈与Un*进行比较，形成速度环，达到改善电机运行时的机械特性的目的。

晶闸管调速系统主电路采用大功率晶闸管。

大功率晶闸管的作用：（1）整流。

将电网交流电源变为直流；将调节回路的控制功率放大，得到较高电压与较大电流以驱动电机。

（2）逆变。

在可逆控制电路中，电机制动时，把电机运转的惯性能转变为电能，并回馈给交流电网，实现逆变。

为了对晶闸管进行控制，必须设有触发脉冲发生器，以产生合适的触发脉冲。

该脉冲必须与供电电源频率及相位同步，保证晶闸管的正确触发主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分成二大部分（Ⅰ和Ⅱ），每部分内按三相桥式连接，二组反并接，分别实现正转和反转。

各有一个可控硅同时导通，形成回路。

为了保证合闸后两个串联的晶闸管能够同时导通或电流截止后再导通，必须对共阳极组的1个晶闸管和共阴极组的1个晶闸管同时发出触发脉冲。

晶闸管调速系统采用的是大功率晶闸管，它的作用有两个，一是用作整流，将电网交流电源变为直流；二是在可逆控制电路中，电机制动时，把电机运转的惯性能转变为电能，并回馈给交流电网，实现逆变。