Гибридный линейный привод

Этот пример показывает гибридный привод, состоящий из двигателя постоянного тока и свинцового винта последовательно с пьезоэлектрическим стеком. Комбинация двигателя постоянного тока и свинцового винта поддерживает большие смещения (десятки миллиметров), но динамически медленна при отслеживании эталонного x_ref потребности. И наоборот, пьезоэлектрический стек поддерживает только максимальное перемещение + -0,1 мм, но имеет очень быструю динамическую характеристику. Объединение двух технологий привода создает большой штрих с высокоточным позиционированием.

Примером приложения является антенна, указывающая управление при отслеживании спутника - для перемещения между спутниками требуется большое амплитудное движение с постоянными временем, измеренными за несколько секунд, в то время как для отслеживания данного негеостационарного спутника требуется точное управление.

Установка входа шага 0,05 мм показывает производительность системы для точного управления. Начальное движение обеспечивается пьезоэлектрическим стеком, и это затем вымывается, когда угол ротора двигателя постоянного тока переходит к новой рабочей точке. Установка значения 10 мм показывает производительность системы при большем входе.

Эта модель может использоваться, чтобы получить частотную характеристику системы. Для линеаризации модели может использоваться командная линмод MATLAB ®. Если у вас есть Design™ Simulink ® Control, то хороший способ понять общую эффективность привода - построить диаграмму Боде. Откройте ee_actuator_dc_piezo модели. На вкладке Apps, в разделе Control Systems, нажмите Model Linearizer. В модуле Model Linearizer, на вкладке Linear Analysis, в разделе Linearize, нажмите Bode. Обратите внимание, что начальное состояние на интеграторе токового контроллера было установлено на небольшое ненулевое число, чтобы избежать линеаризации блока Abs вокруг нуля. Можно отключить пьезоэлектрический стек, чтобы сгенерировать диаграмму Боде для двигателя постоянного тока самостоятельно.

Модель

Результаты симуляции из Simscape Logging

Рисунок ниже показывает расширение привода, когда система управления пытается отследить эталонный вход. Piezo Stack может реагировать намного быстрее, чем двигатель постоянного тока, но имеет ограниченную область значений. Система управления использует их вместе, чтобы отслеживать опорный сигнал.

Тест с шаговым входом 10 мм

Тест с шагом входом 0,05 мм

Частотная характеристика

Частотная характеристика полного гибридного привода

Частотная характеристика только двигателя постоянного тока