[发明专利]一种电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及伺服控制系统技术领域，尤其涉及一种电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置。

背景技术

在伺服系统中，摩擦干扰主要来自于电动机轴与支撑轴之间的摩擦，传动轴之间的摩擦，传动齿轮之间的摩擦，以及齿轮与支撑轴之间的摩擦。

在高精度电动舵机伺服系统中，摩擦可能导致稳态误差、极限环振荡、爬行现象等。摩擦干扰力矩对系统性能的影响主要包括：

1、在阶跃响应中，摩擦干扰力矩使得系统产生大的超调，导致系统的调节时间增加；

2、在斜坡响应中，摩擦干扰力矩会增加系统的跟踪误差；

3、在正弦响应系统中，在低速运行时，摩擦干扰力矩使系统产生爬行现象，进而产生位置跟踪“平顶”现象和速度跟踪“死区”现象。位置跟踪“平顶”现象使系统在正弦位置最大值处产生较大的稳态误差，严重影响系统的跟踪性能。另外，速度跟踪的“死区”现象使系统在正弦速度的最小值处产生较大的误差。

摩擦干扰力矩补偿控制是高精度伺服控制领域内的一个研究热点。因此，为电动舵机伺服系统提供连续变化的摩擦干扰力矩，对于分析电动舵机伺服系统摩擦特性，研究摩擦补偿控制算法，具有重要的意义。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置，能够为电动舵机伺服系统提供连续变化的摩擦干扰力矩。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置，包括：调节杆、摩擦力矩调节弹簧、摩擦力矩夹具和固定螺母，所述摩擦力矩调节弹簧的两端分别与所述调节杆和摩擦力矩夹具连接，所述固定螺母套装在所述调节杆上，所述摩擦力矩夹具与减速器输出轴相接触。

进一步地，所述摩擦力矩夹具包括：摩擦连杆、夹具拉杆、摩擦夹臂、摩擦片、轴1、轴2和轴3，所述摩擦片安装在所述摩擦夹臂上，所述摩擦力矩调节弹簧与所述夹具拉杆相连，所述夹具拉杆通过所述轴3与所述摩擦连杆连接，所述摩擦连杆通过所述轴2与所述摩擦夹臂连接，所述摩擦夹臂通过所述轴1与底座固定。

进一步地，所述摩擦片设置在每个摩擦夹臂的端部。

进一步地，所述调节杆受到拉力运动时，带动所述摩擦力矩调节弹簧发生形变，对所述夹具拉杆产生拉力，所述夹具拉杆受到拉力运动时，通过轴3带动所述摩擦连杆运动，所述摩擦连杆带动所述轴2运动，所述轴1固定，所述摩擦夹臂发生转动，使得所述两个摩擦夹臂之间的夹角发生变化，改变了所述摩擦片对所述减速器输出轴产生的压力，当伺服电动机旋转时，带动所述减速器输出轴旋转，所述摩擦片对减速器输出轴产生摩擦力矩。

进一步地，所述的装置还包括拉力计，所述拉力计与所述调节杆连接，当所述调节杆带动所述摩擦力矩调节弹簧发生形变后，所述拉力计测量出所述调节杆受到的外力值，进而计算出摩擦干扰力矩值。

进一步地，所述调节杆带动所述摩擦力矩调节弹簧发生形变后，所述固定螺母被拧紧，所述调节杆被固定，使所述摩擦力矩调节弹簧的形变量保持不变，进而使摩擦干扰力矩保持恒定。

本发明实施例提供的电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置可以动态调节电动舵机伺服系统的摩擦力矩，从而为伺服系统提供连续变化的摩擦干扰力矩，模拟电动舵机伺服控制系统中的摩擦现象，为电动舵机伺服系统摩擦力矩干扰的建模分析和摩擦补偿控制算法研究提供支撑条件。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电动舵机伺服系统的摩擦干扰力矩调节装置的结构图；

图2、图3为本发明实施例提供的摩擦干扰力矩夹具的结构图；

图4为本发明实施例提供的摩擦干扰力矩夹具调节原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。