一种测量交流伺服驱动系统的开环频率响应方法.pdfVIP

工艺与检测Techn0J。gy0ndTest 一 种测量交流伺服驱动系统的开环频率响应方法 杨立波 李作庆 王声文 金 蒙 王庆朋 (大连光洋科技工程有限公司，辽宁 大连 116600) 摘 要：提出一种观测交流伺服系统的开环频率响应方法，通过注入伪随机信号进行闭环测量。通过功率谱 的计算来辨识系统开环频率响应。 关键词：交流伺服系统 开环频率响应 功率谱 伪随机信号 中图分类号 ：TH134 文献标识码 ：B A methodtomeasuretheopen-loopfrequencyresponseinAC servo’system YANGLibo，LIZuoqing，WANGShengwen，JINMeng，WANGQingpeng (DalianGuangyangTechnologyEngineeringCo．，Ltd．，Dalian116600，CHN) Abstract：Thispaperpresentsanobservationoftheopen-loopservosystem frequencyresponsemethod．Pseudo- randomsignalisinjectedintoinordertoproceedtheclosed-loopmeasurement．Theopen-loopffequen— cyresponseisidentifiedbycalculatingthepowerspectrum． Keywords：AC ServoSystem ；Open—loopFrequencyResponse；PowerSpectrum ；Pseudo-random Signal 在伺服控制系统中，得到系统的闭环频率响应与 1 交流伺服驱动系统的开环频率响应测试系 开环频率响应对于了解系统性能、确定系统控制策略 统结构 有重要意义。对于伺服驱动系统而言，闭环频率响应 可得到系统带宽、闭环幅频特性峰值以及机械传动机 图1所示的系统为伺服驱动的速度环示意图，其 构的谐振频率等反映伺服性能的特征信息。系统带宽 中速度环的闭环传递函数与开环传递 函数分别为 G 反映了伺服系统对给定值的跟踪性能，是伺服系统的 (S)／[1+G(S)H(s)]和 G(s)日(S)。则相应的闭环频 一 个重要评价指标。闭环幅频特性峰值反映了系统的 率响应与开环频率响应为 G( )／[1+G( ) ( )] 相对稳定性。通常在进行伺服系统调试和控制参数调 和G(如)H(jw)。 整时，可通过带宽和闭环幅频特性峰值来评价调整后 效果。机械传动机构的谐振频率也可以通过频率响应 测试测得，方便在伺服驱动器 内采用相应控制策略进 行调整。开环频率响应可以得到剪切频率 、稳定裕度 等系统 内部信息，便于分析限制系统性能提升的原因， 对伺服系统开发及校正参数调整都有指导意义 。 常规测试系统频率响应的工具主要有频率分析仪 和专用的伺服分析仪等仪器。这些仪器通常只能测量 图1 频率响应测试原理结构 图 系统闭环频率响应 ，无法直接测量系统开环频率响应 。 对于图1A处到B处的传递函数为G(s)日(s)，i贝0 而在伺服驱动的开发过程 中我们更希望能够准确得到 试信号输入z与速度输出l，之间的传递函数为G(s)／ 系统开环频率响应。本文使用伪随机信号作为测试信 [1+G(s) ()]和 G()日()。则在速度输入 为0 号，注入到系统速度环内，通过数据处理可以直接得到 (或者为固定值)的情况下，输入测试信号 z，记录 A 系统开环频率响应 。 处、B处就可以计算出速度环的开环频率响应。