伺服驱动系统机电耦合动力学特性研究

简介

为分析电磁参数变化对伺服驱动系统动力学特性的影响,基于齿轮系统动力学和电磁学相关理论,建立一种包括电磁刚度的四惯量机电耦合模型;采用增量谐波平衡法对其进行求解,得到系统的时间历程曲线、相平面图和幅频特性曲线,并应用4阶Runge-Kutta法对该解析法所得结果进行验证;结果表明取5次谐波后,增量谐波平衡法可得到精确的解析解。当电磁刚度由105Nm/rad增大至106Nm/rad时,系统会由稳定的周期一解经倍周期分叉转变为混沌运动;而当电磁刚度由104Nm/rad增大至105Nm/rad,再增大至106Nm/rad时,系统的最大振动量纲幅值由1.153减小至1.12,说明电磁刚度对系统稳定性有一定影响。通过分析电磁刚度这一参数对系统周期解及运行稳定性影响,为伺服驱动系统扭振控制及往高精度发展提供有效参考。