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《基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制_郝双晖》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、驱动控制2010年第2期Driveandcontrol基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制郝双晖,蔡一,郑伟峰,刘杰,郝明晖(哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001)摘要:在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用普通PID控制很难实现高速定位。在位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能。通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出试验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比试验。结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速
2、定位控制。关键词:前馈控制;高速定位;交流伺服;PID控制+中图分类号:TM383.42文献标识码:A文章编号:1004-7018(2010)02-0035-03ResearchonHigh-SpeedPositioningofACServoSystemBasedonFeedforwardControlHAOShuang-hui,CAIYi,ZHENGWei-feng,LIUJie,HAOMing-hui(HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Usingtradit
3、ionalPIDcontrolstrategyishardtoachievehigh-speedpositioninginACservosystem.Tosolvetheproblem,thepaperintroducedthecurrentfeedforwardandspeedfeedforwardintothePIDcontrolservosystemin-cludingposition/speedandcurrentloop.Thesimulationvalidatedtheperfecteffectoffeedforwardcon
4、trolininstructionsig-naltracking,andacomparingexperimentwascarriedoutbetweentheexperimentsystemandcommonPIDservocontrolsys-tem.TheexperimentresultsindicatethePIDservocontrolsystemincludingfeedforwardcanachievehigh-speedpositioning.Keywords:feedforwardcontro;lhigh-speedpos
5、itioning;ACservo;PIDcontrol0引言1永磁同步电动机控制模型随着IC制造中芯片光刻与封装、MEMS制造中为设计交流伺服控制系统,首先建立永磁同步器件封装与组装、生物医学工程中高速点样移液、高电动机的控制模型。如图1所示,选定转子的N级速精密加工及高速扫描检测等领域的迅速发展,对方向(转子磁链的方向)为d轴方向,q轴方向确定定位系统的行程、速度和加速度提出了极高要求。为领先d轴90b的方向,由此建立两相d-q轴坐标[1-2]因此,高速定位系统的研究成为热点。系。图中He为d轴与A相绕组中心线之间的电角度。高速、快响应
6、的交流伺服系统一般需要有高性能的电流(力矩)控制内环和转速、位置控制外环,这就需要控制系统具有高精度的电流反馈和快响应、高分辨率的位置检测反馈装置,这不仅增大了系基统的复杂程度,也增加了系统的生产和维护成本。(a)(b)于前为提高系统响应,目前通常采取在反馈中使用低通图1永磁同步电动机控制模型馈滤波器来抑制传感器噪声的方法。但低通滤波会带设Fm为三相绕组电流感应产生的旋转磁动控制来反馈信号的相位滞后,这将直接影响系统的响应势,旋转角速度为Xe。把两个匝数相同的绕组分别的交速度,对扰动不能及时抑制,当滞后严重时甚至会引加在d轴和q轴上,同样
7、可以产生旋转磁动势Fm。流[3-5]伺起系统发散。由此,可以把定子的三相电流变换成d-q轴坐标系服本文将设计出由电流环、速度环和位置环构成下的电流矢量。设IA、IB、IC为定子三相电流,I0为系统的三闭环交流伺服控制系统,在此基础上引入前馈零线电流,U0为零线电压。对于三相对称结构,有高速控制来提高系统的响应速度和跟踪特性,实现交流I0=0。对于三相四线系统,由于IA+IB+ICX0,也定位伺服系统的高速定位控制。可以将互差120b的(A、B、C)坐标系变换成三维空控间的正交坐标系,即用(d、q、0)坐标系表示。制经过3/2矢量变换可以得
8、到d轴电流分量Id收稿日期:2009-04-09和q轴电流分量Iq,转换公式:35驱动控制2010年第2期DriveandcontrolcosHcos(H-2P)cos(H+2P)IA意图如图
