东莞 高埗镇、望牛墩镇、洪梅镇、中堂镇 路灯车出租       变转速动力源及容腔独立控制液压路灯车运行特性分析

     

         东莞  高埗镇、望牛墩镇、洪梅镇、中堂镇  路灯车出租       变转速动力源及容腔独立控制液压路灯车运行特性分析       液压路灯车在实际作业中，各执行器运动特性直接影响了整台液压路灯车的生产效率、舒适性等性能。利用液压路灯车整机仿真模型，通过路灯车单动作、复合动作、整机工作，来研究变转速动力源及容腔独立控制液压路灯车的运行特性。

      1永磁同步伺服电机特性分析前文根据菲仕U310F伺服电机实际参数构建了永磁同步伺服电机调速系统模型，作为变转速动力源及容腔独立控制液压路灯车整机模型的核心元件，其动态特性会对后续的仿真造成严重影响，因此需要对永磁同步电机仿真模型进行详细分析。

      1电机阶跃响应仿真伺服电机阶跃响应特性作为一项重要的特性，可以反映电机的多种性能指标，例如加速时间、超调量、稳定性、转速精度等。前文通过伺服电机空载试验对比分析了电机的空载阶跃响应，本节着重分析伺服电机带载阶跃响应。在永磁同步伺服电机调速系统模型中，包含外负载扭矩模块TL，电机运行过程满足：eLnddJTTpt,  分别设定外负载扭矩TL=0、20Nm、60Nm、100Nm、140Nm，给定伺服电机目标转速为1600rpm，运行伺服电机模型得到带载阶跃响应曲线。在t=0.02s时给定电机转速信号，电机转速保持以恒定加速度a=1930rad/s2上升，在t=0.12s时电机到达设定转速n=1600rpm，伺服电机模型在带载情况下，转速依旧没有超调现象产生，并在到达设定转速后保持平稳运行。随着电机外负载扭矩的增大，电机的转速上升加速度a逐渐减小，到达设定转速的时间不断增大，并且最终在外负载TL=140Nm时，加速度减小为a=403rad/s2，在t=0.44s到达设定转速，这是由于电机运行，当外负载扭矩TL增大时，电磁扭矩并不会增大，最终导致电机转速上升加速度减小。同时，可以看出在对伺服电机模型施加不同的外负载扭矩TL时，虽然到达设定转速的时间增大，但最终依旧能够到达设定转速，这与实际伺服电机稳态转速不受负载影响的特点吻合，进一步证明了伺服电机模型的准确性。

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        2电机扰动特性仿真,   抗负载扰动特性是伺服电机的另一项重要性能指标，它表征伺服电机在稳定运行期间，突然受到阶跃负载，并能够迅速恢复到稳定运行的特性。由于液压路灯车实际工作时工况复杂，会导致伺服电机的负载不断变化，伺服电机在受到负载扰动时能否迅速回到稳定运行状态，直接影响到路灯车各个执行器在工作过程的稳定性，因此伺服电机的抗扰动特性显得尤为重要。为了分析伺服电机仿真模型的抗扰动特性，在t=0.3s分别给定阶跃外负载扭矩TL=100Nm、120Nm、140Nm、160Nm，运行伺服电机模型可以得到伺服电机抗负载扰动特性曲线。

         从伺服电机模型抗负载扰动特性曲线可以看出，当在t=0.3s时向伺服电机模型施加阶跃负载扭矩TL，伺服电机转速会由于反向扭矩作用而产生突降，但由于伺服电机调速系统是由电流内环和转速外环构成的双闭环系统，所以伺服电机的转速会迅速回到设定转速并且稳定运行。同时可以看出，当外负载阶跃扭矩TL=100Nm时，经过0.015s伺服电机重新回到稳态，随着外负载阶跃扭矩TL的增大，电机调节时间逐渐增大，当外负载阶跃扭矩为TL=160Nm时，伺服电机重新回到稳态的时间增大到0.05s。但只要阶跃外负载扭矩在伺服电机承载范围内，伺服电机经过短暂调节时间终会回到设定转速稳定运行状态，可以满足液压路灯车的作业工况。通过在SimulationX环境下对电机仿真模型进行阶跃响应仿真和负载扰动仿真，可以看出本文所构建的伺服电机模型符合实际交流永磁同步伺服电机的特性，可以用于后续的仿真。

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