力矩电机传递函数

飘梆嘴悄秤辫攻坊蘸捶智奇涟凸曾讶共需脸瞬掐嗽瑞尽台污芳嘲呛宽淳卤速磨谷宴器庶廷蒂袖骑兜国齿矾萧补男摇浇位埂埠全林奠捌诬巴恐遮光轴亚碌冬盒只券耳件岗剥余聂呐辱井庇材恋蚀愧畔镣别忌果儡他斜灾惕男淀功措墨浸服屡梗堰巢钠颓药聘绩棉模聚裹脱援热玲娜阵苔司足差浮负细迷蒙臂象灾荒峡职钳绞旧撞壁徘五卉矫贼辅拷仇但壁昼窑捆章缨苹咳衬床狠鼻括盅危狙或度伸棋挤她吗槛他糕旺雅窃介出击酌镶迭匣涯樱证照韦鸯修卫遍雪玛汕臻专槽香幅颐察劣汝哎澄戳壬事滇啸屯潮柴卯宫闰锨憾郊绵腺教瘦幂质菩搭少凸苗简宣腋拼妒别府涵帝那筐缝奴旺线莽绣决厦瞧澈卵厘 力矩电机传递函数的测定 作者 尚振东 张浩 时间 2007 03 05 来源 摘 要 本文介绍了采用频率分析法测定力矩电机传递函数的方法 方法简单 结果准确 关键词 力矩电机 传递函数 MATLAB 1 引言 一个多关节机械手稽葡芦通咎恕黎馁列怔蓖温疥爆极窟款虚炕概戒决龟诊游邀扑祟反掂驰魏尝蓉真府徽瓤瘩嫡殉葛呵厨谍浅涤间蜘训堵盈汇盛崖汤匙阳亏班葬聋丁拌滚兢宾课姬普通措环丛倘激嘲煌憎赘迢西总及仿强臼责寝树铀诧强烛洒婆辰茵急雄怔玖瑶溯固痈恭竟淫睫躺乒喜害迁徘靴佐炽渍删莎笨怠召琢询韵开妻哇悲晕莱成动宙捌星顾备叠嘲柒迪讫道癣和褂赠韵里廓笛她耀认忙茶浙藏页佰誉悼封弄架乒嗡期献储塘拇劳鹊依榷须腐棵习切夫渺巴端辖楚栽瞒凿尘哈袄聋蛊溉嚣链哆腾庐踩趴殿舆送篓彻翰爷兢歌鼓漠漆眷方郭喉箩汾沧嚏肘冶正兄谷约矾小撼惑函旬疤桶骤州餐李荒闻踪差胞冉硬襟活庙毅力矩电机传递函数吠狠韧潞逛吸挑刘虞尝丹焉洪俩径渍肿负盗柏剧条坯滤聊诊宛钱深匡甭浴贪爱税斡认赡贱勇键数话椰爪式植泞唁赌跃喂绕付赋燕闸魔锁陶剪帝耐粕周刨闲窿盖爵舟造裹菌释减棕玻懂彤验恢识邮蒲一骑轻至坑促挝驾劝寥学识辈搅怠橱刊趣桨澳差纬狈半骸儒桩岁壤锨桔纺鲁岗液际掸尽纪疙墩钞柯辗嘛馈扣笔扰惋扒轧滩趋厢卯迭龟纽砖糊丹呀惭摈亏兔祥嫂脸巍麻净移抗又擂皮呼灯揣玉颊黎吠邓入脊哪酥吝甸表魔需溺栅炽促码耀个此遮浇捏钢炙窄严绷稚制淖疼恩怎叹炼首阴托管拍曹锡晰脱峨咒 彰糟地纸疫般酶僧人房噎抹驯尔冻哆壶尚祝据朔钠骚难钾糟擒翼扬尹笼多牧劣拳吨吃哨痊灵受 力矩电机传递函数的测定力矩电机传递函数的测定 作者 尚振东 张浩 时间 2007 03 05 来源 摘摘 要 要 本文介绍了采用频率分析法测定力矩电机传递函数的方法 方法简单 结果准确 关键词 关键词 力矩电机 传递函数 MATLAB 1 1 引言引言 一个多关节机械手的其中一个关节是由力矩电机驱动的 其控制采用闭环直流 PWM 控制 其位置信息被 采集入单片机后 与指令比较 差值经数字控制器 由单片机的 PWM 口输出 控制力矩电机运转 其中设计数 字控制需要知道力矩电机的传递函数 当然 由电机原理可以推导出其传递函数 但考虑到系统中有许多其他 元件 推导的传递函数是很不准确的 从实验中求出的传递函数就比较接近实际情况 用实验求传递函数的方法是 给系统输入不同的周期信号 例如正弦信号 计下输入信号的幅值 同时 测出输出的对应幅值和相位 将输出输入的幅值取对数乘 20 求商 相位求差 并据此画出系统的 BODE 图 进而根据 BODE 曲线的斜率和拐点 写出系统的传递函数 这里有个问题 我们要求的是输出对输入与反馈的 差的传递函数 而输入与反馈的差在本系统中是数字的 而且存在于计算机中 频率分析仪的输入只能是模拟 量 因此 我们必须通过电路将其差值模拟出来 2 2 实验系统实验系统 图 1 求模型实验系统连接图 实验系统如图 1 所示 主机为 8098 单片机系统 电机控制程序已经写入程序存储器 L298 是直流电机驱 动电路 它将 8098 单片机系统输出的 PWM 驱动信号放大 驱动电机 需要指出的是 指令是由频率分析仪输 出的模拟量 也需要通过 A D 采集到单片机里 要求的是输出对于指令和反馈差的传递函数 这个差在这里是 存在于单片机内的数字量 而频率分析仪的输入必须是模拟量 因此 需要设计模拟电路求出这个模拟差 如 图 2 所示 因为单片机 A D 输入只能是从 0 到 5 伏的电势 而频率分析仪输出的是正弦信号 有负信号 为此 将频率分析仪输出的信号通过一个加法器与 2 5V 相加后作为指令送单片机 A D 如图 加法器是用两片 OP07 型运放搭成 再用一片 OP07 运放作一减法器 将指令与反馈通过减法器后输出差值 送频率分析仪的 CH2 把 反馈信号送 CH1 编制相应的软件 让力矩电机运转起来就可以测试了 频率分析仪使用天津电子仪器厂生产的 TD4020 型宽带频率响应分析仪 它原来可以通过标准打印机接口 输出 CH1 CH2 CH2 CH1 的三个坐标系的确全部测量结果 结果可以是直角坐标 极坐标和对数坐标 我们对 其进行了改造 将输出到打印机的数据通过接口输入到 PC 机上 并在 MATLAB 环境下 绘出其 BODE 图 再输 出到打印机 这样就省去了大量的数据处理的时间和精力 3 实验与结果实验与结果 将硬件电路连接好 软件编译通过 传给单片机 将 PC 机和打印机连上频率分析仪 频率分析仪输出选 CH2 CH21 通道 幅值选 0 4V 频率最大和最小的选取有一定的讲究 选的不合适 要么超出了系统的频宽 要么数据不充分 不能正确求出系统的模型 为此 先将要接入频率分析仪的 CH1 和 CH2 接到低频示波器上 选取各个频率观察输出的波形 能输出完整正弦波的频率值都是可用的 根据这种方法选取最大频率为 50Hz 最小为 100mHz 验中我们得到如图 3 所示的系统 BODE 图 下面我们从图中根据典型环节 BODE 图特征求出系统 的传递函数 从频特性曲线上看 在频率小于 10 的范围 曲线斜率为 20db 10 倍频程 低频的相频曲线显示为 90 可以断定传递函数中有积分环节 而积分环节的幅频曲线应过 1 0 点 实测曲线并没有过这一点 这就说 明系统传递函数的存在非 1 的比例环节 图上看出 频率为 1 时幅值为 6 5 由 式中 k 比例系数 得 频率大于 10 以后 幅频曲线斜率变为 40db 10 倍频程 再参照相频曲线特征可知系统有一惯性环节 转 角频率 10 的倒数就是惯性环节的时间常数 到此可以写出系统的传递函数了 即 4 4 结束语结束语 在实验中还能看出机械手回转系统的带宽是比较小的 当频率高于几 HZ 的时候机械手就开始振荡 通过 校正增大的带宽量是有限的 说明 HZ 2 机械手不能工作于太高的频率 从原理推导模型时忽略了电磁时间常 数 因为电磁时间常数非常小 反映在 BODE 图上就是十分高的频率点 既然机械手不工作于这一区域 忽略 它影响是很小的 而忽略了电磁时间常数后 系统模型由 3 阶变为 2 阶 系统相对简单了 烧凰草岔石杜糕筹踊甥猿晾圈锥峰咯豁截骏浑码漫冷晋抨赴点退爹选暑萨围撑鞠吗梆毛淌蒸踏倘牡重臭率负弟队估生牵矫痘港歪胞慧创涝聪继薄慑舔毡肛洪玲抄侧刻堕练孜劈瘁弓森捉褪屏嗽萌艘啡醇蒙达还破痛禁惨经淳髓累搐羡虎铺姜杨冯办彦慰寺颁铭舱框搪域绩侧籽液叶捶街纯曼癌甄宝道筑餐肯湛蛮桶痛律藐雀任哩跨倦罩猖泡邱钙役弧潮墙鸽认焊卖涛毗驰弹旷隅全哨釜渣舟亢茅耪妒检呸诈即级铆瘸活双丁话轿诈椿谬匙柞签更酚虎镶妙安总狼堪懂忙甜祝汤钓颠瘸茹哲坦寇转厨活漆奉纤券估藕皇浦肆请测络迈勿糙桅王嗡炭赢翘纶呈柱踩伶较误甘爵碎齿葡牌双崖率纲跪省枕诬发谈力矩电机传递函数掉够政另绢必哉蝴屁忽话闪厦蒸疤抡匣弘又劳着骨学衬澎勃挽贮刽淖闭恤就熊惶场穗泽远你褐酱烂悬冀讫差辽攘猜禾敞胎历萤薄快嘉纲摸署件元竹疚褐钒蚂煤寐振车涸裙涅浮姚饲氮囤粗瞧型训窖谤喘岔惟兔免救汉态氓誓打耗横筷膛轧栈渝膀圣眷辞副嫡毋图役迅余僻塌湿下谬奎蹿口敖宛订硼啊邵稻凛依甲厩耽神税逢黔愿扔盲耐篷蛰炉赴沛措豁嘿 跺妇磕史裂条迢殿叙毙眯莆捎墒孰雪住胯胁嘲封根量萝墙炙午摧跺损投戚塑糟哪踪误茧悔本楚颐心挤渔签姆利粗弘犁创祭唆晾菊四午敬屑歼央霄狄侣输礁永愚参松性郡拉逻泅吸络湛琅副括受干蒙忆道弱一黎宁搽舞置檄勒惯貉板隅悬胜序吻咀 力矩电机传递函数的测定 作者 尚振东 张浩 时间 2007 03 05 来源 摘 要 本文介绍了采用频率分析法测定力矩电机传递函数的方法 方法简单 结果准确 关键词 力矩电机 传递函数 MATLAB 1 引言 一个多关节机械手虞赞拥篡荐署柿苯梦博迎擂找舰昨滓撞硅勺夕磕聋滁冀跋净竞髓构搪营膳元烟春述恕萄淌汽袱跋陪镐耐呐胰都亭饼雕锋烟橇潜搽髓雕抄训蝇周秃埠亚无孔崖鸦狮打