基于变偏置力矩的双电机系统消隙控制方法研究

孙龙飞， 房立金

(东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819)

基于变偏置力矩的双电机系统消隙控制方法研究

孙龙飞， 房立金

(东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819)

针对双电机驱动控制系统，提出一种基于电机电流的变偏置力矩消隙控制方法，根据电机的负载电流值及设定的转换函数w，动态输出偏置力矩以实现消隙控制与共同驱动控制之间的转换。同时，给出了转换函数中电流设定值的选取方法，该选取方法简便可行，为工程实际应用提供了理论依据。建立双电机驱动系统仿真模型对控制方法的有效性进行验证，仿真结果表明，采用变偏置力矩控制的双电机系统能够消除传动间隙；通过合理选取转换函数中的电流设定值，可降低静态下的电机间偏置力矩，从而降低系统能耗；偏置力矩的动态输出提高了双电机驱动系统的力矩输出能力。

双电机系统；间隙；消隙控制；变偏置力矩；负载电流

0 引 言

传动间隙一直是影响系统性能的重要方面，特别是对高性能系统来说，传动间隙的影响显得更为突出。双电机驱动不仅可以提高系统的驱动能力，同时还可以通过使用合理的控制方法消除系统的传动间隙。与传统的机械消隙方法相比，采用双电机驱动消隙具备可靠性高和机械结构简单等优点，在大型雷达、数控设备及机器人等领域得到了广泛应用[1-4]。

德国西门子公司在其数控系统中通过在伺服控制回路中增加力矩补偿控制环节，将电机额定扭矩的一部分作为消隙偏置力矩来实现双电机主从驱动消隙功能[5]。……