Моделирование динамики электромеханической части привода системы управления с волновым зубчатым редуктором

1 / 11

МАШИНОВЕДЕНИЕ, СИСТЕМЫ
ПРИВОДОВ И ДЕТАЛИ МАШИН
УДК 621.8337
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
ПРИВОДА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ВОЛНОВЫМ ЗУБЧАТЫМ
РЕДУКТОРОМ
В.Б. Тарабарин , З.И. Тарабарина
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Исследованы динамические процессы в электромеханической части привода
системы управления с волновым зубчатым редуктором. Рассмотрена дина-
мическая модель привода, включающая в себя двигатель постоянного тока,
волновой зубчатый редуктор с дисковым генератором волн и инерционную на-
грузку. Динамические параметры волнового редуктора – коэффициенты кру-
тильной жесткости и демпфирования определены в результате эксперимента
по средним значениям. Система дифференциальных уравнений, описывающая
движение привода, решена на компьютере для заданной частоты. Моделиро-
вание движения привода проведено для диапазона частот от 20 до 210 Гц. По
результатам моделирования построены амплитудная и фазовая частотные
характеристики привода. Проведено сравнение результатов моделирования с
экспериментальными исследованиями, которое показало, что модель позволя-
ет оценивать собственную частоту привода с погрешностью менее 10%.
Ключевые слова: привод системы управления, волновые зубчатые передачи, кру-
тильная жесткость, демпфирование, амплитудные и частотные характеристики,
резонансный режим.
SIMULATING DYNAMICS OF ELECTROMECHANICAL DRIVE UNIT
OF CONTROL SYSTEM WITH HARMONIC REDUCER
V.B. Tarabarin, Z.I. Tarabarina
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
The article deals with the research into dynamics of the electromechanical drive unit
of a control system with a wave gear reducer (a harmonic drive). The authors use
the dynamic model of the drive including a direct current motor, a wave gear reducer
with the disk generator of waves, and the inertial loading. The dynamic parameters
of the wave reducer are the following ones: a torsional stiffness coefficient and a
damping coefficient, which are estimated according to the averaged experimental
data. The authors compute a set of the drive motion differential equations for the
given frequency. The drive motion is simulated for the range of frequencies from 20
to 210 Hz. The simulation results in determining the drive’s amplitude-frequency and
phase-frequency characteristics. The comparison of the simulation results with the
experimental data shows that the model provides estimation of the drive’s natural
frequency with an error, which is less than 10%.
Keywords: control system drive, harmonic drives, torsional stiffness, damping, gain-
frequency characteristics, resonant mode.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 5 117