基于前饋控制與反饋控制的位置伺服研究*

周承仙，富巍

（1.廈門理工學院電氣工程與自動化學院，福建廈門361024；2.福建省高校機器人工程研究中心，福建廈門361024）

基于前饋控制與反饋控制的位置伺服研究*

周承仙1，2，富巍1，2

（1.廈門理工學院電氣工程與自動化學院，福建廈門361024；2.福建省高校機器人工程研究中心，福建廈門361024）

針對機械臂動態慣量變化大，伺服控制電機定位精準、響應速度快等需求，位置環采用前饋控制和傳統PID反饋控制相結合技術，建立控制系統的數學模型和控制策略，搭建了無刷直流電機全閉環控制系統的硬件。該伺服控制系統在參數變化、建模不準確時具有更高的動靜態性能和魯棒性。實驗結果驗證，使用位置前饋控制策略具有快速的動態響應和高精度定位特性。本伺服控制系統能夠克服傳動機構的間隙，可應用于關節機器人控制系統和隨動設備中，具有廣泛的應用前景。

前饋控制，位置環，無刷直流電機

0 引言

高精度伺服控制系統是關節機器人控制的核心技術［1-3］。作為動力源的直流電機被廣泛應用于機器人各關節或執行機構中［4］。無刷直流電機具有調速范圍寬、控制方便、剛性大、功率密度大、效率高等優點，廣泛應用于對控制性能要求比較高的伺服系統中［5-6］。常見的關節驅動方式大多采用伺服電機加減速傳動裝置。在機器人的路徑規劃中，位置伺服高精度定位時，對伺服系統電機的速度、加速度都有約束。伺服系統的精度在很大程度上取決于傳感器精度和控制算法［7］。……