運(yùn)動(dòng)控制案例分析

圖1整體流程框圖運(yùn)動(dòng)控制案例分析大作業(yè)所在學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生姓名：袁博楠所在班級(jí)：2011211402學(xué)生學(xué)號(hào):2011211729指導(dǎo)教師：葉平2014年5月25日、作業(yè)內(nèi)容:工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)是由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)控制伺服電機(jī)來(lái)達(dá)到對(duì)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的目的，從而控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的相關(guān)參數(shù)如下：直流伺服電機(jī)參數(shù)：Pn=150W,Un=48V,In=4A,nN=400rpm,反電勢(shì)系數(shù)：C^=0.12V/rpm，允許過(guò)載倍數(shù)入=2系統(tǒng)主電路總電阻：R=4Q電磁時(shí)間常數(shù)：T1=0.012s機(jī)電時(shí)間常數(shù)：Tm=0.2sPWM整流裝置：放大系數(shù)％=20,失控時(shí)間Ts=0.15ms電流反饋系數(shù)1.25V/A,轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)0.025V/rpm電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)：Toi=0.001s,轉(zhuǎn)速率波時(shí)間常數(shù)：Ton=0.014s額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓：Unm=10V調(diào)節(jié)器飽和輸出電壓：10V工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速比：10工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)：該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，具有較寬的調(diào)速范圍(40rpm~2rpm)，系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作；系統(tǒng)靜特性良好，無(wú)靜差；動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于10%，電流超調(diào)量小于5%，動(dòng)態(tài)速降小于85%，調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間(調(diào)節(jié)時(shí)間)小于0.1s。設(shè)計(jì)要求：分析工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，并畫(huà)出系統(tǒng)框圖；依據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)指標(biāo)要求，計(jì)算調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)。確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求；利用Matlab對(duì)所設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，撰寫(xiě)相關(guān)報(bào)告。報(bào)告要有簡(jiǎn)潔的封皮，報(bào)告內(nèi)容：概述、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、Matlab建模及仿真和結(jié)論等；利用(3)建立的仿真模型，探討工業(yè)機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)所受不同轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；(選做)二、問(wèn)題解決:可以看出，此次作業(yè)旨在幫助大家應(yīng)用和理解直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，并且用Matlab和simulink庫(kù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為我們對(duì)知識(shí)的掌握提供了大大地幫助。（1）分析工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，并畫(huà)出系統(tǒng)框圖在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處的調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該使用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)。因?yàn)槭紫纫ＷC轉(zhuǎn)速受外界干擾和自身參數(shù)變化小，在不同的負(fù)載下的轉(zhuǎn)速應(yīng)力求一致，并且能夠快速地消除干擾所造成的影響；電流調(diào)節(jié)也非常地必要，因?yàn)楸仨氁ＷC電流不能超過(guò)所允許的最大值，例如在電機(jī)堵轉(zhuǎn)的時(shí)候防止因負(fù)載無(wú)窮大而使電流過(guò)大，從而損壞電機(jī)。根據(jù)上述的分析和書(shū)上所提供的相關(guān)資料，可以設(shè)計(jì)出直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：圖1直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖接下來(lái)的問(wèn)題就是對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR的設(shè)計(jì)問(wèn)題了，具體的設(shè)計(jì)方法和校驗(yàn)見(jiàn)（2）中的相關(guān)內(nèi)容。（2）依據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)指標(biāo)要求，計(jì)算調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)根據(jù)以上的分析，為了滿(mǎn)足無(wú)靜差和快速響應(yīng)，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)和電流調(diào)節(jié)環(huán)均選為PI控制器。因此可設(shè)對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為：W⑶=KneL+1）asrtsw（s）=rn+dacrts需要確定參數(shù)：Kn、tn、氣、t,，先用工程設(shè)計(jì)的一般方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：①電流環(huán)的設(shè)計(jì)：已知：a=0.25V/rpm"=1.25V/A,T=0.15ms,T=0.2s,匕=0.012s,T.=0.001s,T=0.014s,K=20,C=0.12Vrpm,%=400rpm,Un=48V,In=4A,U*=U*=10V,X=2并且有減速比：.=10w(s)=Ke,"Dacrts電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和：T.=T+T=0.00015+0.001=0.00115s令t.=氣=0.012s，之后經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)得到如下的流程框圖：圖2電流環(huán)化簡(jiǎn)的流程圖令K廣鏟.查書(shū)上表3-1可選K八.=0.5，從而可以解得:K=434.8s-1，o.=K=434.8s-1所以有：k=咨=434.8x4x0.012=0.835iKP20x1.250.835(0.012s+1)所以最終有：wacRs)=―面云—校核相關(guān)等效是否成立：1檢驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：—牝2222.2>434.8s校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)的動(dòng)態(tài)影響條件：3*=61.2<434.8'TT

校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理的條件：1=860.7>434.83'Us通過(guò)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)滿(mǎn)足要求，從而可以滿(mǎn)足電流環(huán)的超調(diào)量。j<5%，并且也實(shí)現(xiàn)了無(wú)靜差。②轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)：根據(jù)以上已知以及ASR環(huán)的相關(guān)形式:K(ts+K(ts+1)

ts等效為：1B，即約去二階的小量?！猻+1KI轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和：T=T+—=0.014+1XnonK

IW^sR(s)=首相需要將上述的電流環(huán)進(jìn)行等效，牝0.016s434.8FmaKR(ts+1)nnnBTCts2氣s+1)~1圖3轉(zhuǎn)速環(huán)化簡(jiǎn)的流程圖aKR取K=b^c^tmen要求竺max<85%及C<10%，查書(shū)上表3-4可以選h=5Cb/.t=hT=0.08sKn=2：：澆468.75￡n一KBTCt因此可得K=—Nm~—n=11.25aRe/、11.25(0.08s+1)?Wr(s)=0.08s校核相關(guān)等效是否成立：首先①，=Kt=37.5s-1

校核電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件：3:K=205>37.5—1:K校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理的條件：7總58.7>37.53\T,on通過(guò)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)滿(mǎn)足要求。校核電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件：3:K=205>37.5接下來(lái)需要校驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量是否滿(mǎn)足要求：選擇了h=5，所以ACmax<81.2%，已知X=2Cb計(jì)算：偵=L^533.3rpm，假設(shè)是空載啟動(dòng)，所以乙=°，且n*=n=400rpme_4C….AnT所以b=2（c，ax）（人-z）―;寺牝7.2%，可見(jiàn)是符合轉(zhuǎn)速超調(diào)要求的。bm（3）利用Matlab對(duì)所設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)為了便于觀(guān)察和分析所設(shè)計(jì)的結(jié)果以及改變參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響，需要用Matlab的simulink庫(kù)進(jìn)行仿真，分為電流環(huán)和速度環(huán)兩部分進(jìn)行仿真。①電流環(huán)的仿真：根據(jù)以上設(shè)計(jì)的電流環(huán)，可以有以下的仿真流程圖，如圖4所示：DTr^njd'Hi1網(wǎng)切頃Tqm如FMH河h圖4電流環(huán)Matlab仿真流程圖利用所設(shè)計(jì)的參數(shù)，運(yùn)行程序后，可以在示波器內(nèi)看到如下圖5的結(jié)果:圖5電流環(huán)仿真結(jié)果可見(jiàn)電流的，最終值并不等于最大電流、=8A，因?yàn)榇颂帥](méi)有忽略逆反電動(dòng)勢(shì)E的反饋這相當(dāng)于加入了一個(gè)斜坡輸入，從而造成這里的I型系統(tǒng)無(wú)法消除穩(wěn)態(tài)誤差，可見(jiàn)這里的穩(wěn)態(tài)值1皿=7.85A，。密二8.26A，因此可以得到I-1max-一-牝5.22%，稍稍大于所要求的值。但是當(dāng)斷開(kāi)反電動(dòng)勢(shì)的反饋后，如下圖6所示:3圖6去除了反電動(dòng)勢(shì)的反饋得到的結(jié)果為:圖7忽略反電動(dòng)勢(shì)影響的仿真結(jié)果可見(jiàn)電流的最終值達(dá)到了最大值I=8A，而且也可以得到對(duì)應(yīng)的超調(diào)量dm為b=1ma,"13牝3.6%，恰好滿(mǎn)足超調(diào)的要求，可見(jiàn)逆反電動(dòng)勢(shì)對(duì)系統(tǒng)的影i'I3響還是比較明顯的。系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間始終小于0.02s，滿(mǎn)足小于0.1s的要求。現(xiàn)在分析改變某些參數(shù)的情況：a.當(dāng)變小比例環(huán)節(jié)的比例時(shí)，如K=0.25，仿真結(jié)果如下：圖8減小比例系數(shù)的結(jié)果可見(jiàn)減小比例系數(shù)后，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的調(diào)節(jié)變慢，增大系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)間更長(zhǎng)。b.增大比例系數(shù)，如K=2，仿真結(jié)果如下:圖9增大比例系數(shù)的結(jié)果可見(jiàn)其峰值時(shí)間非常短，很快達(dá)到最大值，但是由于太快使得最大值的值比較大，從而也增加了超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間。c.增大積分環(huán)節(jié)系數(shù)，如1=150，仿真結(jié)果如下：T圖10增大積分環(huán)節(jié)系數(shù)的結(jié)果

從圖上可以知道：Imax=9.5A,1皿=7.93A,可見(jiàn)穩(wěn)態(tài)值更加接I—I近于8A,而且超調(diào)量：^=一,牝19.8%,可見(jiàn)超調(diào)量增大了許/I3多。，…1m…d.減小積分環(huán)節(jié)系數(shù)，如一=20，仿真結(jié)果如下:T圖11增大積分環(huán)節(jié)系數(shù)的結(jié)果可見(jiàn)其穩(wěn)態(tài)值大于第一次達(dá)到的峰值，這主要是因?yàn)榉e分環(huán)節(jié)的系數(shù)過(guò)小，導(dǎo)致積分的速度太慢造成的。綜合以上的幾種情況的分析可以知道，原先所設(shè)計(jì)的各個(gè)參數(shù)使系統(tǒng)的性能很好，滿(mǎn)足先前的所有要求。增大比例環(huán)節(jié)系數(shù)，會(huì)使得系統(tǒng)的響應(yīng)變快，但是會(huì)引起較大的超調(diào)；減小比例環(huán)節(jié)系數(shù)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的調(diào)節(jié)變慢，增大系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間更長(zhǎng)；增加積分環(huán)節(jié)系數(shù)，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值更接近最大值，但是會(huì)增大超調(diào)和調(diào)節(jié)時(shí)間；減小積分環(huán)節(jié)的系數(shù)，會(huì)使得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值比最大值更小，而調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量會(huì)減小。②轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真：根據(jù)以上設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速環(huán)，可以有以下的仿真流程圖，如圖12所示：圖12轉(zhuǎn)速環(huán)Matlab仿真流程圖利用所設(shè)計(jì)的參數(shù)，運(yùn)行程序后，在空載的條件下，可以在示波器內(nèi)看到如下圖13和圖14的結(jié)果：

圖13空載啟動(dòng)時(shí)電流的情況HScope-I1=1I回TOC\o"1-5"\h\z49Jr■_114D0!'-\■■/39D/::-I3C0；..…：-233:泅-……/.；-193…-，:-I/:1L0/:1/……：?????????????:□>00.511.5TimeoffsetC圖14空載啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速的情況這兩個(gè)值由于數(shù)量級(jí)不同，因此將它們分開(kāi)來(lái)畫(huà)，當(dāng)然也可以合并在一起畫(huà)，如下圖15所示：Tlnworricc0Tlnworricc0SJScnpeJ回—1乓爵回7\［日蝦精日日普T圖15將電流與轉(zhuǎn)速同時(shí)顯示出來(lái)可見(jiàn)這符合啟動(dòng)時(shí)電流迅速達(dá)到最大值勻加速啟動(dòng)，系統(tǒng)很快飽和，當(dāng)達(dá)到期望轉(zhuǎn)速后電流下降與負(fù)載電流相等，之后勻速的啟動(dòng)方式。由圖中可以看出，轉(zhuǎn)速的最大值％蒙437rpm，而穩(wěn)定值％=400rpm，因此超調(diào)量為。廣9.25%，符合設(shè)計(jì)要求。以上是空載時(shí)的情況，也可以考慮滿(mǎn)載時(shí)和半滿(mǎn)載時(shí)的情況，即修改/〃的值4A或2A。仿真出的圖像如下圖所示：圖16負(fù)載為4A時(shí)的仿真結(jié)果可見(jiàn)轉(zhuǎn)速達(dá)到400rpm的時(shí)間增長(zhǎng)了，說(shuō)明此時(shí)的加速度小了，因?yàn)榧尤肓素?fù)載電流的負(fù)載電流的影響，電流的情況也發(fā)生了變化，我們可以看看電流的變化情況，如下圖17所示：圖17驅(qū)動(dòng)電流和負(fù)載電流的變化情況如上圖所示，黃線(xiàn)代表的是驅(qū)動(dòng)電流，而紫線(xiàn)代表的是負(fù)載電流，可以看出驅(qū)動(dòng)電流最大值是固定的8A，因此減去負(fù)載電流的4A產(chǎn)生的加速度就小了，而且驅(qū)動(dòng)電流穩(wěn)定之后的值是4A，保證了電機(jī)的勻速運(yùn)動(dòng)。同樣地，半時(shí)的情況如下：

圖18半載時(shí)（負(fù)載為2A）的仿真結(jié)果轉(zhuǎn)速達(dá)到400rpm比滿(mǎn)載時(shí)稍快而比空載時(shí)慢，同樣可以有電流的情況如下圖19所示：圖19驅(qū)動(dòng)電流和負(fù)載電流的變化情況以上討論的均是啟動(dòng)時(shí)就帶負(fù)載的情況，現(xiàn)在我們討論啟動(dòng)時(shí)空載而在1s的時(shí)候突加滿(mǎn)負(fù)載的情況。只需要讓仿真環(huán)節(jié)中負(fù)載電流的階躍信號(hào)在1s的時(shí)候產(chǎn)生即可。得到的仿真結(jié)果如下圖20所示：圖20在1s時(shí)加滿(mǎn)負(fù)載的仿真結(jié)果可以看出轉(zhuǎn)速在空載時(shí)迅速達(dá)到了穩(wěn)態(tài)值400rpm，而且在1s時(shí)有一個(gè)波動(dòng)，并且在很短的時(shí)間里波動(dòng)消失了，又回到了400rpm，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)速反饋能夠快速響應(yīng)的特點(diǎn)。我們來(lái)看看電流的變化情況:圖21驅(qū)動(dòng)電流和負(fù)載電流的變化情況同樣地，黃線(xiàn)代表驅(qū)動(dòng)電流而紫線(xiàn)代表負(fù)載電流，可以看出驅(qū)動(dòng)電流在1s時(shí)隨負(fù)載電流有一個(gè)上升的過(guò)程，并且要超過(guò)負(fù)載電流，因?yàn)橥患迂?fù)載之后轉(zhuǎn)速會(huì)突然下降，為了使轉(zhuǎn)速能夠迅速地回到400rpm，就必須要使驅(qū)動(dòng)電流大于負(fù)載電流，之后驅(qū)動(dòng)電流等于負(fù)載電流，電機(jī)保持勻速。以上的分析對(duì)于工業(yè)機(jī)械臂來(lái)說(shuō)非常有意義，因?yàn)楣I(yè)機(jī)械臂經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)突加負(fù)載的情況。我們?cè)賮?lái)討論一下干擾的影響，在此我們討論電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。在1s的時(shí)候給U加上AU=5V的電網(wǎng)電壓波動(dòng)，可以得到如下的仿真結(jié)果:可見(jiàn)其收電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響非常小，同樣地我們看一下驅(qū)動(dòng)電流的變化情況:可見(jiàn)驅(qū)動(dòng)電流的變化非常地小，很快就被調(diào)整了過(guò)來(lái)，因此電網(wǎng)電壓的波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)所造成的影響非常小。而對(duì)于負(fù)載電流的擾動(dòng)，這也相當(dāng)于上述負(fù)載電流在某個(gè)時(shí)刻突加一個(gè)值，情況完全一致，所以在此不再贅述?？梢?jiàn)雙臂環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)地消除干擾造成的影響，保證電機(jī)能夠在穩(wěn)定的速度下運(yùn)行。對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的分析與電流環(huán)的相同，故在此不再贅述。（4）對(duì)于各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同的情況的探索：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同，影響了工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處啟動(dòng)的快慢，而在系統(tǒng)中直接反映在電力拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)Tm上，根據(jù)系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)物理規(guī)律的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，有如下公式:T=G6R（式中。=30C）m375CCm兀e上式中的弓。2就是電力拖動(dòng)裝置折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量，可見(jiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同勢(shì)必會(huì)引起系統(tǒng)某些地方發(fā)生變化。如果增大了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則會(huì)增大時(shí)間常數(shù)Tm，假設(shè)使Tm=0.3s，仿真的結(jié)果如下圖24所示:圖24增大機(jī)電時(shí)間常數(shù)的仿真結(jié)果而當(dāng)我們減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，怎會(huì)見(jiàn)效時(shí)間常數(shù)T，假設(shè)使Tm=0.1s，方正結(jié)果如下圖25所示:圖25減小機(jī)電時(shí)間常數(shù)的仿真結(jié)果由此可見(jiàn)，當(dāng)增大系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)廣m,會(huì)使得轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間變長(zhǎng)，而減小機(jī)電時(shí)間常數(shù)，會(huì)使得轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間變短。這說(shuō)明了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)系統(tǒng)造成的直接影響是明顯的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大時(shí)，機(jī)械方面達(dá)到要求轉(zhuǎn)速的時(shí)間就長(zhǎng)；而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小時(shí)，機(jī)械方面能夠快速的達(dá)到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定值，這反映了速度環(huán)相應(yīng)的快慢。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，最典型的形式就是多關(guān)節(jié)的機(jī)械臂，而且為了滿(mǎn)足工作要求很多機(jī)器人還有一定的冗余度。而每一個(gè)關(guān)節(jié)都有一個(gè)電機(jī)，都可視為一個(gè)獨(dú)立的雙閉環(huán)電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。如果每個(gè)關(guān)節(jié)所受的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同的話(huà)，那么如果給相同的期望電壓，由于時(shí)間常數(shù)的不同，致使每個(gè)關(guān)節(jié)達(dá)到速度穩(wěn)態(tài)值的快慢不同，這勢(shì)必會(huì)影響工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精度，在要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，還有可能造成生產(chǎn)事故。因此，保證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的一致性是很有必要的。三、設(shè)計(jì)總結(jié)：本次作業(yè)設(shè)計(jì)了工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)部位的調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)所要求的相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的PI調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)，并且進(jìn)行了Matlab的仿真，觀(guān)察了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，修改了其中一些參數(shù)的值來(lái)觀(guān)察仿真結(jié)果的變化情況。本次大作業(yè)也做了選做部分，研究了不同關(guān)節(jié)受不同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)系統(tǒng)的影響，算是對(duì)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)做了一個(gè)比較全面的分析。根據(jù)以上的分析和仿真，得出了以下一些結(jié)論：為了實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差的調(diào)速系統(tǒng)，必須要保證系統(tǒng)是I型或II型系統(tǒng)。但是如果考慮了逆反