交流伺服系統(tǒng)自整定控制的研究.pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中重要的運(yùn)動(dòng)部件,因其結(jié)構(gòu)緊湊,氣隙磁通密度大,功率密度高,轉(zhuǎn)矩慣性比和轉(zhuǎn)矩容量高等特點(diǎn),在機(jī)床伺服的工業(yè)領(lǐng)域倍受青睞,已經(jīng)逐漸成為伺服執(zhí)行電機(jī)的主流。在給定值變化、噪聲、負(fù)載擾動(dòng)等因素的影響下,過(guò)程參數(shù)甚至模型結(jié)構(gòu)均會(huì)發(fā)生變化,這就要求控制器參數(shù)能在線調(diào)整,以適應(yīng)對(duì)象或過(guò)程的變化。自整定功能有利于改善控制性能,帶自整定功能的控制器具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文闡述了永磁同步電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成和工作

2、原理,分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型、傳遞函數(shù)以及控制策略,并在MATLAB/Simulink平臺(tái)上建立了永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型。介紹PID控制算法的改進(jìn)形式,并分析這幾種算法的優(yōu)缺點(diǎn)及對(duì)它們的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較,指出PDFF控制具有較小的超調(diào)量,同時(shí)允許低頻段具有很大的剛度。本論文還介紹了基于繼電反饋的自整定控制方法,分析了特征參數(shù)和繼電環(huán)節(jié)參數(shù)的關(guān)系,并把這種自整定方法應(yīng)用到PDFF控制器的參數(shù)自整定中,且對(duì)伺服系統(tǒng)控制器進(jìn)

3、行參數(shù)自整定。
　　 此外,本文對(duì)伺服系統(tǒng)的機(jī)械參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),根據(jù)辨識(shí)結(jié)果按照工程設(shè)計(jì)方法對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。并把設(shè)計(jì)的控制器與參數(shù)自整定獲得的控制器進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)本文參數(shù)自整定獲得的控制器能獲得與工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)控制器相似的控制效果。在速度環(huán)中,由于自整定控制器參照標(biāo)準(zhǔn)濾波器參數(shù)整定法設(shè)計(jì)PDFF控制器進(jìn)行參數(shù)整定的,該自整定控制器更優(yōu)于工程設(shè)計(jì)法控制效果。
　　 本論文設(shè)計(jì)了永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的自整定控制器

4、,該控制器采用繼電反饋的方法測(cè)試電機(jī)特征參數(shù),并根據(jù)特征參數(shù)自動(dòng)整定控制器參數(shù)實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)控制器的參數(shù)自整定,并在MATLAB/Simulink平臺(tái)上進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明,控制系統(tǒng)有較好的動(dòng)靜態(tài)特性。最后進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了采用自整定控制器的伺服控制系統(tǒng)的工作性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用自整定控制器的伺服控制系統(tǒng),能夠自動(dòng)整定控制器參數(shù),整定后系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的運(yùn)行。本文最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)本系統(tǒng)存在的問(wèn)