西安理工大學張彥平獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉西安理工大學申請的專利含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116015132B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310162722.6,技術領域涉及:H02P21/00;該發明授權含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法是由張彥平;尹忠剛;路暢;白聰設計研發完成,并于2023-02-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法,具體按照以下步驟實施:步驟1:建立含齒隙雙慣量伺服系統的數學模型;步驟2:建立齒隙的死區模型,構建電機側與負載側的位置角度差與軸轉矩的輸入輸出關系;步驟3:在步驟1和步驟2的基礎上設計連續非奇異終端滑模控制與時間最優控制相互切換的控制器;步驟4:根據步驟2建立的死區模型設計自適應齒隙補償器。本發明一種含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法,通過設計伺服系統是否進入齒隙作為切換條件,在齒隙中采用時間最優控制,減小了齒隙振蕩的產生;在齒隙外采用連續非奇異終端滑模控制,抑制齒隙振蕩。
本發明授權含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法在權利要求書中公布了:1.含齒隙雙慣量伺服系統的齒隙振蕩抑制方法,其特征在于:具體包括如下步驟: 步驟1,建立含齒隙雙慣量伺服系統的數學模型; 步驟2,建立齒隙的死區模型,構建電機側與負載側的位置角度差與軸轉矩的輸入輸出關系; 步驟3,在步驟1和步驟2的基礎上設計連續非奇異終端滑模控制與時間最優控制相互切換的控制器; 所述步驟3的具體過程為: 步驟3.1,建立連續非奇異終端滑模控制器; 所述步驟3.1的具體過程為: 速度誤差和誤差變化率如下公式(1)所示: (1) 其中,是速度誤差,是位置環輸出的速度指令; 設計非奇異快速終端滑模面如下公式(2)所示: (2); 其中,是非奇異快速終端滑模面,β0、γ0、1λ2和p1是非奇異快速終端滑模面的參數; 設計新型飽和函數趨近律如下公式(3)所示: (3) 其中,,k 10、k 20和φ0是新型飽和函數趨近律的參數;連續非奇異終端滑模控制律如下公式(4)所示: (4) 其中,是q軸定子電流指令; 步驟3.2,設計時間最優控制器; 所述步驟3.2的具體過程為: 設進入齒隙的時刻為t 0,離開齒隙的時刻為t f,設電機進入齒隙時位置為-2α,在加速階段電機側速度的微分如下公式(5)所示: (5); 其中,是最大轉矩限制; 對公式(5)兩端同時積分求出加速階段電機側速度表達式如下公式(6)所示: (6); 其中,是t 0時刻電機側轉速,t是時間; 對公式(6)兩端同時積分求出加速階段電機側位置表達式如下公式(7)所示: (7); 在減速階段,電機側的速度微分、速度和位置表達式分別如下公式(8)~(10)所示: (8) (9) (10); 由于上升曲線和下降曲線在減速階段和加速階段之間的切換時刻相交,因此求得加速時間如下公式(11)所示: (11); 離開齒隙時間如下公式(12)所示: (12); 在加速階段電機側的電磁轉矩是最大轉矩限制,因此在加速階段電機側q軸定子電流指令如下公式(13)所示: (13); 在減速階段電機側的電磁轉矩是負的最大轉矩限制,因此在減速階段電機側q軸定子電流指令如下公式(14)所示: (14); 獲得在齒隙中電機側最優時間控制器輸出的q軸定子電流指令如下公式(15)所示: (15) 步驟3.3,設計切換策略; 步驟4,根據步驟2建立的死區模型設計自適應齒隙補償器。
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