机床与液压

作者：丁一峰，朱其新，朱永红

单位：苏州科技大学机械工程学院；苏州科技大学机械工程学院;江苏省智能共融机器人工程研究中心;苏州市共融机器人技术重点实验室；景德镇陶瓷大学机电工程学院

关键词：永磁同步电机;位置伺服系统;并联结构系统;根轨迹簇;巴特沃斯滤波器

基金：国家自然科学基金项目（51875380；62063010；51375323）；泰州市科技支撑计划项目（TG202117）；苏州市科技发展计划（关键核心技术“揭榜挂帅”攻关）项目（SYG2024148）；苏州市科技计划（基础研究）项目（SJC2023002）

随着对位置伺服控制系统中位置精度、响应速度、稳定程度要求的提高，传统的三环串联矢量控制系统已无法同时满足这些性能要求。针对此问题，设计一种滤波型并联矢量控制系统。分别对串、并联结构系统进行模型简化分析，并通过频域法进行参数整定。从机制上对两种结构系统的稳态性能和动态性能进行对比分析，得出并联结构系统的综合控制性能优于串联控制系统，但其抗高频扰动性能较差。利用根轨迹簇解析各个控制器参数对系统稳定性的影响；同时通过伯德图的三频段理论对系统的动态性能进行研究。最后，进一步分析得出相较于串联结构系统，并联结构系统可以更方便地通过加入调节控制器进行性能优化，并以此为基础在系统中加入二阶巴特沃斯滤波器，提出了滤波型并联结构系统，在维持系统低中频性能的基础上，改善了系统的高频性能。仿真结果表明：滤波型并联结构系统可以消除位置环在动态信号输入下的稳态误差，同时具备更快的响应速度和较好的高频抑制性能。

来源：2025年第3期

《机床与液压》期刊编辑部

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