跟踪伺服系统的阻尼&电磁阻尼

yuanjie0372

对象：用于目标跟踪的二维转台

问题描述：一般这种转台的负载重量、负载的转动惯量和角加速度都比较小，仅以此为依据的话，电机输出力矩很小就能够满足。实际上，轴径尺寸需要根据中间通过的光路或线缆直径来确定，一般都会比较大，相应的电机的径向尺寸和驱动能力也会较大，形成了“大马拉小车”现象。举例：负载转动惯量J=0.0221kg•m2，角加速度α= 0.175rad/s²，惯性力矩T=J×α=0.004 N·m。测得轴承摩擦力矩及线缆扰动力矩T2=0.01 N·m。综合阻力矩T= T1+ T2=0.014 N·m。对应轴径尺寸选用的电机技术参数如下表。轴承采用二硫化钼固体涂层润滑，摩擦力矩波动较大，导致跟踪过程中出现类似“过冲”的现象，跟踪误差超标。

表1电机技术参数
峰值堵转电压	12VDC±10%
峰值堵转力矩	≥1N·m
峰值堵转电流	8.55A±10%
连续堵转电压	4.2VDC±10%
连续堵转转矩	≥0.35N·m
连续堵转电流	3A±10%

解决方案：增大阻尼降低相对波动的大小。

具体措施：

1、机械阻尼，类似接触式回转密封。缺点是低速爬行不好解决。

2、电磁阻尼。这个想法是我拍脑袋想到的，发现把力矩电机的三相绕组连接到一起后，手动转动轴系时，电机产生了明显的阻力矩。因为我在电机方面基础很差，想请教下这个现象能否作为电磁阻尼的加以利用。如果可行，在实施过程中需要注意什么。

寂静回声

在能耗制动过程中，当电机需要被制动时，电源会被切断，同时电动机的转子由于惯性继续旋转。此时，通过某种方式（如改变电机绕组的连接）使电动机转变为发电机模式，产生反向电流。这个反向电流流经一个或多个电阻（称为制动电阻），在这些电阻上转化为热量散发出去。这样，就实现了对电机的制动效果。