基于DSA的伺服系統(tǒng)速度環(huán)建模與PI參數(shù)整定.pdf

1、PMSM伺服系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能在數(shù)控機床、機器人、激光加工和雷達(dá)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中,PMSM伺服系統(tǒng)模型的建立是進(jìn)行伺服系統(tǒng)控制器參數(shù)整定的基礎(chǔ)。由于交流伺服系統(tǒng)是多變量、強耦合的非線性系統(tǒng),通過理論分析方法建模過程中常常忽略系統(tǒng)中某些參數(shù)影響或簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致所建立的系統(tǒng)模型不夠精確。另外,伺服系統(tǒng)中 PID控制器參數(shù)設(shè)置是否合理直接影響到整個伺服系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)性能,而廣泛使用的傳統(tǒng) PID參數(shù)整定方法存在整定過程繁瑣、適

2、應(yīng)性差的問題。因此,為解決上述兩個問題以達(dá)到提高伺服系統(tǒng)控制性能的目的,本論文進(jìn)行如下研究:
　　首先,闡述PMSM伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其控制策略。通過理論建模方法得到伺服驅(qū)動器速度環(huán)和電流環(huán)數(shù)學(xué)模型后,提出采用 Matlab中的Sisotool工具箱對速度環(huán)PID控制器進(jìn)行設(shè)計和參數(shù)整定。
　　其次,針對理論建模方法難以建立伺服系統(tǒng)精確數(shù)學(xué)模型的問題,提出采用 Agilent35670A動態(tài)信號分析儀獲得伺服驅(qū)動器較為準(zhǔn)確的

3、傳遞函數(shù)。對采用動態(tài)信號分析儀測量伺服驅(qū)動器速度環(huán)傳遞函數(shù)的原理進(jìn)行詳細(xì)論述。
　　最后,搭建PMSM伺服系統(tǒng)動態(tài)特性測試平臺進(jìn)行伺服系統(tǒng)被控對象模型辨識實驗和PID參數(shù)整定實驗。實驗結(jié)果表明:(1)采用Agilent35670A動態(tài)信號分析儀能夠測量獲得伺服系統(tǒng)速度環(huán)的實測模型,并且所測模型比理論模型較為準(zhǔn)確,適合實際工程應(yīng)用;(2)基于速度環(huán)被控對象辨識模型并采用Sisotool工具箱整定參數(shù)的方法能夠獲得較好的速度控制器PI