AC servomotorstyrningsstrategi
AC-servomotorns modell representerad av permanentmagnetens synkronmotor är ett starkt kopplat, tidsvarierande, icke-linjärt system. Kontrollstrategin är komplex, så AC-servosystemets prestanda är direkt relaterad till den kontrollstrategi som den antar. Utmärkt kontrollstrategi kan inte bara kompensera för bristen på hårdvaruutveckling utan också förbättra systemets prestanda ytterligare. Kontrollstrategin spelar en viktig roll i AC servo. Kraven i styrstrategin för det högpresterande AC-servosystemet kan sammanfattas enligt följande: Inte bara har systemet ett snabbt dynamiskt svar och hög dynamisk och statisk precision, men systemet är även okänsligt för parametrarändringar och störningar.
Kontrollstrategin för representativ permanentmagnetisk synkronmotor har den traditionella kontrollstrategin representerad av konstant spänningsförhållande för hastighet öppen spänning (u / f = konstant), klassisk pidstyrning, fältorienterad styrning (vektorstyrning) och direktmomentet . Styrning, variabel strukturstyrning av glidmodus, adaptiv styrning, icke-linjär feedbacklinjäriseringsteori, etc. representerar moderna kontrollstrategier och intelligent kontroll representerad av fuzzy control och neuralt nätverkskontroll.
Traditionell kontrollstrategi
(1) Kontroll av konstant spänningsförhållande
Kontrollen med konstant spänningsfrekvensförhållande med stator spänningsfallskompensation säkerställer att luftgapflödet hos synkronmotorn är konstant och inställningsfrekvensen ges för att synkront ändra motorns rotationshastighet. Denna kontrollstrategi är öppen kretsstyrning, som endast styr luftflödet i motorn, kan inte justera vridmomentet och är benäget för problem som rotoroscillation och out-of-step. Samtidigt, eftersom den konstanta spänningsfrekvensregleringskontrollen är baserad på motorns stillbildsmodell, är dess dynamiska styrprestanda inte hög och den är inte lämplig för servostyrningsanställningar med högprestandekrav.
För att uppnå god dynamisk prestanda måste den baseras på motorns dynamiska matematiska modell. Den dynamiska matematiska modellen för den synkrona motorns permanentmagnetmagnet är ett olinjärt, starkt kopplat, tidsvarierande multivariabelt system. För att få bra kontrollprestanda krävs avkopplingskontroll av vinkelhastighet och ström, det vill säga vektorkontrollteknik.
(2) Klassisk pidkontroll
PID-kontrollern använder proportional-, integral- och differentialfunktionerna för att beräkna kontrollfelet för att styra det kontrollerade objektet. PID controller är för närvarande den mest använda regulatorn. Det har fördelarna med enkel struktur, god stabilitet, pålitlig drift och bekväm anpassning. Det har alltid varit en av de viktigaste teknologierna för industriell kontroll och kan tillgodose de flesta servostyrningsapplikationer.
Det finns emellertid fortfarande några problem i tre-slingans pidjusteringsreglering för den klassiska AC-servosynkronmotorn. Till exempel är justeringen av regulatorparametrar besvärlig och felet är stort och beroendet av systemmodellen och parametrarna är stark. I vissa hög precisionstillämpningar är det väldigt svårt att uppfylla systemkraven.
(3) Magnetfältorienteringskontroll (id = 0)
Vektorkontrollen är byggd på den exakta matematiska modellen för det kontrollerade objektet, så att växelströmsstyrningen styrs av den externa makroskopiska steady state-kontrollen till den transienta styrningen av den elektromagnetiska processen inuti motorn. Vektorkontrollen omvandlar den icke-linjära variabeln i komplexkopplingen inuti växelströmsmotorn till en DC-variabel (ström, flödesbindning, spänning etc.) vars relativa koordinatsystem är stationärt genom koordinatomvandling, realiserar approximativ avkopplingskontroll och finner begränsningen villkor för att erhålla en viss Den optimala kontrollstrategin för målet, id = 0 kontroll är en specifik kontrollstrategi för vektorkontroll. Den permanentmagnetiska synkronmotorns tvärgående strömavkoppling realiseras i rotorkoordinatsystemet. På grund av förekomsten av id och iq dubbelströmslängd, tillverkas motorn. Iq-strömmen följer dynamiskt systemets vridmomentreferens (te = ktiq, kt är motorns vridmomentkoefficient) för att realisera motorns elektromagnetiska momentstyrning. Denna styrstrategi gör det möjligt för motorsystemet att få bättre utgångsmomentlinjäritet och maximalt linjärt vridmoment. Samtidigt, eftersom alla strömmar används för att generera elektromagnetiskt vridmoment, kan motorns överbelastningsförmåga utnyttjas fullt ut för att förbättra motorens start- och bromshastighet och motorn har utmärkt start- och bromsprestanda.
Vector kontrollteknik har upplevt mer än 20 års forskning och perfektion, och dess prestanda i hastighetsstyrsystemet är utmärkt. Oavsett om det är i låg hastighet (konstant vridmomentstyrning) eller hög hastighet (konstant strömstyrningsläge), dess antiinterferensegenskaper Både bromsegenskaperna och fasta hastighetsegenskaperna uppfyller eller överstiger DC-hastighetsstyrsystemet. Men vektorkontrollmodellen och algoritmen är mer komplicerade. Det är nödvändigt att utföra koordinatomvandling vid implementering. Det är svårt att säkerställa fullständig avkoppling av motorens spänning och ström i de direkta och skärande axlarna, vilket kommer att påverka dynamiken och effektiviteten hos motorsystemet.
