BOB电子竞技:双电机消隙技术在某火炮随动系统中的应用

  众所周知,经典PID由于算法简单,在随动系统的控制中是十分常用的,但由于经典PID算法的比例、积分和微分是一直不变的,这就使得它的控制效果达不到很好的效果,而采用分区PID控制,能根据实际需要,在不同区段采用相应算法,可以在很大程度上提高系统的稳定性。另外,伺服系统的齿轮中存在齿隙,采用双电机消隙技术可以很好地予以克服,并使火炮跟踪精度更高,误差更小,鲁棒性更好。  本系统使用复合控制结构,及同时使用反馈和前馈控制。在位置环分区PID控制器的基础上,引入速度、加速度前馈。复合控制框图如图1所



  众所周知,经典PID由于算法简单,在随动系统的控制中是十分常用的,但由于经典PID算法的比例、积分和微分是一直不变的,这就使得它的控制效果达不到很好的效果,而采用分区PID控制,能根据实际需要,在不同区段采用相应算法,可以在很大程度上提高系统的稳定性。另外,伺服系统的齿轮中存在齿隙,采用双电机消隙技术可以很好地予以克服,并使火炮跟踪精度更高,误差更小,鲁棒性更好。

  本系统使用复合控制结构,及同时使用反馈和前馈控制。在位置环分区PID控制器的基础上,引入速度、加速度前馈。复合控制框图如图1所示。

  时,电机刚开始运行,此时输出角和输入角的差值最大,处在三区,系统以最大角加速度加速再以最大角速度向平衡点接近,在此阶段,应该增加Kp,减小Kd,同时为了防止输出值过大,应当增大Ki。

  在理想情况下,伺服系统中的齿轮变速装置,其输入与输出间的关系应该是线性的。但实际上,由于齿轮在加工和使用中误差的存在,以及为了补偿由温度和弹性形变所引起的尺寸变化,在一对相互啮合的齿轮之间总存在一定的齿隙,图2表示了齿轮啮合中的间隙。

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