高性能伺服系统电流环关键技术研究

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1、电气传动2015年第45卷第8期ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．8高性能伺服系统电流环关键技术研究赵志勇，于东2,3王志成。(1．中国科学院大学北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心，辽宁沈阳110168；3．沈阳高精数控技术有限公司，辽宁沈阳110168)摘要：电流环是影响整个永磁同步电机伺服系统控制性能的核心，而其控制品质由多种因素决定。在永磁同步电机矢量控制电流环控制模型基础上，通过对影响电流环性能的多种因素进行综合分析和研究，提出了抗噪声的电流采样优化策略和抗反电势干扰的控制优化策略。理论分析和实验结果表明，所提方案能有效克服

2、噪声和反电势的干扰，提高电流环的动态性能。关键词：永磁同步电机；电流环；电流采样；控制策略中图分类号：TM351文献标识码：AResearchonKeyTechniquesofCurrentLoopinHigh—performanceServoSystemZHA0Zhi—yongL2,YUDong2,3,WANGZhi—eheng’(1．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beng100049，China；2．NationalEngineeringResearchCenterforHigh—endCNC，ShenyangInstituteofCompu

3、tingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyangl10168，Liaoning，China；3．ShenyangGoldingNCTech．Co．，Ltd．，Shenyang110168，Liaoning，China)Abstract：Currentloopwhosecontrolqualitydependsonmultiplefactorshasagreatinfluenceontheperformanceofapermanentmagnetsynchromousmotor(PMSM)servosystem．Dominantfactorst

4、hataffectedthecontrolqualitywereanalyzedbasedoncurrentloopcontrolmodelofPMSMvectorcontro1．Ananti—noisecurrentsamplingoptimizedmethodandanewcontroloptimizedmethodwhichwasresistanttobackEMFdisturbancewereproposed．Throughtheoreticalanalysisandexperiment，theproposedmethodscaneffectivelyrestrainthedist

5、urbancefromnoiseandbackEMF，whichimprovethedynamicperformanceofcurrentloop．Keywords：permanentmagnetsynchromousmotor(PMSM)；curentloop；currentsampling；controlmethod永磁同步电机以其高效率、高功率密度、小造成系统的超调或失控。电流环内的总延时与转动惯量等优点，在伺服系统中得到广泛的应电流的采样和PWM更新方法有关。文献[3]提用n]。目前永磁同步电机伺服系统大多采用3环出的单周期双采样方法提高了系统的带宽，但是控制结构，内环为电流环，外

6、环为速度环和位置没有考虑到实际系统中电流滤波带来的相位延环。为保证对位置和速度指令的快速跟踪，要求迟。文献[4]建议用采样平均值的方法采样不连电流环具有快速的电磁转矩响应，电流环的动态续的电压信号。积分作用能有效抑制噪声，因此响应影响整个伺服系统的性能。考虑将平均采样引入永磁同步电机的电流采样影响电流环性能的因素有很多，主要包括反中来。电势干扰、环内延时、控制方法和控制参数陋。在反电势是电流环的主要干扰，文献[5-6]通控制系统中，由于延时使控制量不能立即作用会过辨识参数，用前馈补偿的方式抵消反电势的干基金项目：国家科技重大专项(2013ZX04007—011)作者简介：赵志勇(1991一

7、)，男，硕士研究生，Email：hnsxyzzy@126．COfl52赵志勇。等：高性能伺服系统电流环关键技术研究电气传动2015年第45卷第8期扰。尽管各种先进的控制策略如滞环控制，预测控制[9-101等被用在电流环控制中，但是PID以其简单、鲁棒性可靠性高的优点，仍然是应用最广泛的控制方法。目前电流环PID参数整定策略是根据工程最优将系统整定为典型I型系统n。文献[5-6，11]的分析建立在将反电势作为外部干扰的数学