正文描述:《基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4期机械设计与制造2011年4月MachineryDesign&Manufacture179文章编号:1001—3997(2011)04—0179—03基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制郝双晖郑伟峰蔡一郝明晖宋芳(哈尔滨工业大学机电学院,哈尔滨150001)Researchonhigh-speedpositioningofACservosystembasedonfeedforwardcontrolHAOShuang-hui,ZHENGWei-feng,CAIYi,HA0Ming-hui,SONGFang(HarbinInstitu
2、teofTechnology,Harbin150001,China){【摘要】在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用传统PID控制很难实现高速定位。为};解决此问题,在设计出包括位置环、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{5果,然后设计出实验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比实验。结果表明,引入前馈控制的PID{j伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制。};关键词:前馈控制;高速定位;交流伺服;PI
3、D控制;j【Abstract】UsingtraditionalPIDcontrolstrategyishardtoachieve恸一speedpositioninginseFYo;;system.Tosolvetheproblem,itintroducesthecurrentfeedforwardandspeededforwardintothePIDcon-;;trolseruosystemincludingposition~speedandcurrentloop.esimulationvalidatesthepe咖cteffectof
4、;;ie印edeformweardscon把trmolaindincs。tmru仇ct。io凡nPsIiDgna5eltr。acck。ingr,0fansd。mcomparingexperimentiscarriedoutbetweenthe;.Thee印erimeres拈ceePIDse。;{controlsystemincludingfeedforwardcanachievehigh-speedpositioning.{{Keywords:Feedforwardcontrol;High-speedpositioning;ACserv
5、o;PIDcontrol{中图分类号:TH16文献标识码:A1己『言绕组中心线之间的电角度。随着IC(IntegratedCircuit)制造中芯片光刻与封装、MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)~0造中器件封装与组装、生物医学工程中高速点样移液、高速精密加工及高速扫描检测等领域的迅速发展,对定位系统的行程、速度和加速度提出了极高的要求。因此,高速定位系统的研究成为热点ll】21。高速、快响应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图1永磁同步电机
6、模型度的电流反馈和快响应、高分辨率的位置检测反馈装置,这不仅增设为三相绕组电流感应产生的旋转磁动势,旋转角速度大了系统的复杂程度,也增加了系统的生产和维护成本。为提高系为。把两个匝数相同的绕组分别加在d轴和q轴上,同样可以统响应,目前通常采取的方法是在反馈中使用低通滤波器对反馈产生旋转磁动势。由此,可以把定子的三相电流变换成轴信号进行滤波处理。这种方法可以有效抑制传感器噪声,同时不会坐标系下的电流矢量。设ia,i、i为定子三相电流,i。为零线电流,放大系统中的噪声。但低通滤波会带来反馈信号的相位滞后,这将“。为零线电压。对于三相对称系统
7、有i~--0。对于三相四线系统,由直接影响系统的响应速度,对扰动不能及时抑制,当滞后严重时甚于+。≠0,也可以将互相差120。的(0、b、C)坐标系变换成三维至会引起系统发散。将设计出由电流环、速度环和位置环控制构空间的正交坐标系,即用(d、q、0)坐标系表示。成的三闭环交流伺服控制系统,在此基础上引入前馈控制来提高定子绕组的电流空间矢量:=((1)系统的响应速度和跟踪杼胜,实现交流伺服系统的高速定位控制。则经过3—2矢量变换得到d轴电流分量i和q轴电流分量,转换公式为:2交流伺服电机矢量控制模型为设计交流伺服控制系统,首先建立交流伺服
8、电机也就是2!c~s0c~s(0-2~)c~s(0+永磁同步电机的控制模型。如图1所示,选定转子的Ⅳ级方向r3lI-一sinin(0一孚)一in(0+)(转子磁链的方向)为d轴方向;q轴方向确定为领先d轴9
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