量化效应与死区对位置伺服系统振荡影响的研究

"位置伺服系统量化效应引起的振荡问题 (2006年) - 郑凯，姚郁，贺风华 - 哈尔滨工业大学控制科学与工程系" 这篇论文主要探讨了位置伺服系统中由于位置传感器量化非线性导致的极限环振荡问题。位置伺服系统是自动化设备和机器人等精密定位应用中的关键组成部分，其性能直接影响到系统的稳定性和精度。在实际应用中，由于传感器输出的数字信号通常存在量化，即把连续的物理量转换为有限精度的离散值，这种量化过程引入了非线性效应，可能导致系统出现振荡现象。 论文首先分析了量化非线性和力矩死区非线性共同作用下位置伺服系统的稳态特性。力矩死区是非线性因素之一，通常存在于电机驱动系统的扭矩输出中，当输入信号微小时，输出可能保持不变，这会导致系统稳定性下降。作者们采用了单回路多非线性系统的描述函数方法，这是一种分析非线性系统动态行为的有效工具，通过这种方法，他们揭示了在振荡状态时力矩死区与位置传感器量化阶之间的关系。 接下来，论文提出了一个优化判据，即以伺服误差的方差作为评估标准，来寻找能够抑制振荡的最优死区范围。通过数值方法，他们计算出了确保系统稳定的最小死区大小。这一方法旨在在不影响系统基本功能的前提下，尽可能减少死区带来的负面影响，从而改善系统的稳态性能。 仿真结果显示，在量化非线性和所确定的最小死区共同作用下，原有的位置伺服系统能够在稳态运行时避免振荡，提高了系统的整体稳定性。这对实际应用具有重要意义，因为它意味着可以通过调整和优化系统参数来减轻或消除由量化引起的振荡问题，从而提升伺服系统的性能和精度。 关键词涉及的主要概念包括：量化、多非线性、死区和位置伺服系统。这些关键词反映了论文研究的核心内容和技术手段。文章分类号和文献标识码表明这是一篇工程技术领域的学术论文，适用于图书馆、科研机构和相关专业人员参考。 这篇2006年的研究为解决位置伺服系统中由传感器量化效应引发的振荡问题提供了理论依据和实用方法，对于提高伺服系统的稳定性和控制精度具有重要价值。