基于預(yù)測(cè)電流和二自由度PID的永磁同步伺服控制研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)在半導(dǎo)體制造、高精度數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但永磁同步電機(jī)是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的對(duì)象，在復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程中還存在許多不確定的內(nèi)外擾動(dòng)，這將對(duì) PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor）的控制效果產(chǎn)生不利影響，制約著高性能伺服系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用。為進(jìn)一步優(yōu)化伺服控制性能，本文從控制算法的出發(fā)，對(duì)提高PMSM伺服控制系統(tǒng)跟蹤性、抗擾性進(jìn)行了應(yīng)用研究。
　　本文

2、首先分析了永磁同步伺服系統(tǒng)的控制原理，然后由內(nèi)而外展開了PMSM伺服系統(tǒng)三環(huán)控制的研究。伺服控制系統(tǒng)的電流環(huán)是整個(gè)整個(gè)控制系統(tǒng)最核心的環(huán)節(jié)，具有優(yōu)良動(dòng)態(tài)性能的預(yù)測(cè)控制使其成為高性能伺服系統(tǒng)電流控制策略的研究熱點(diǎn)。所以對(duì)于電流環(huán)，在基于i*d=0的矢量控制架構(gòu)下，采用了包含預(yù)測(cè)誤差校正的有限d控制集模型預(yù)測(cè)控制，提高了電流響應(yīng)的快速性、精確性。對(duì)于速度環(huán)，采用二自由度PID控制可以保證速度環(huán)在具有優(yōu)秀的抗擾能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)速度參考跟蹤的快

3、速性，解決了傳統(tǒng)單自由度PID不能兼顧抗擾和跟蹤的問(wèn)題。針對(duì)位置環(huán)，本文參考了日本安川公司SIGMA系列伺服驅(qū)動(dòng)單元位置環(huán)資料，設(shè)計(jì)了二自由度PID位置控制器，減少了伺服定位過(guò)程中的跟蹤相位滯后。
　　最后為了驗(yàn)證本文所研究的控制策略，以美國(guó)德州儀器公司電機(jī)控制芯片TMS320F28335為控制核心搭建了PMSM伺服驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，并制作了伺服驅(qū)動(dòng)樣機(jī)對(duì)采用預(yù)測(cè)電流控制和二自由度PID控制的PMSM伺服系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了