一种基于PID算法的电机同步传统控制研究.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第11期(总第205期)一种基于PID算法的电机同步传统控制研究术李锁牢(咸阳职业技术学院陕西咸阳，712046)摘要：结合交流变频调速技术和同步传动控制技术给各自的优势，提出一种基于PID的电机传动控制策略。利用PID算法对交流电机运转中出现的转速差和位置差进行补偿，最终通过调节电机运转的频率实现对速度差和位置差的补偿控制。最后利用simulink软件构建仿真模型，得到PID控制下的速度和位移差补偿曲线，验证了PID算法的可行性。关键词：交流变频；同步传动控制；PID算法；位移差；补偿中图分类号：

2、TP273文献标识码：ADOI编码：10．14016“．cnki．1001—9227．2016．11．017Abstract：incombinationwiththeadvantagesofACfrequencyconversiontechnologyandsynchronoustmnsmissioncontroltechnology，amotordrivecontmlstrategybasedonPIDispmposed．ThePIDalgorithmisusedtocompensatetherotationalspeeddi

3、H'erenceandpositiondⅡ玷renceintheoperationofACmotor．Finallv，thespeeddiⅡbrenceandpositioneⅡ．0rcompensationcontrolisrealizedbyadjustingthefkquencyofmotormnning．Finally，usingSimulinksoftwa聆tobuildthesimulationmodel，thespeedanddisplacementoft11ePIDunderthecontmlofthecompe

4、nsationcunre，verifythefeasibility0fthePIDalgorithm．Keywords：ACf诧quencyconversion；synchronousdrivecontml；PIDalgorithm；displacementdiⅡ’erence；compensation0引言随着现代电子技术的发展，对电机传动控制精度要求也在逐步提高，由此同步运动控制技术开始被大量应用，用于解决和提高机电传动系统运转精度和多变量的问题。但在实际的控制系统中，当电机系统在运行中出现负载扰动或受到干扰时，电机系统会从

5、稳态转变为动态，以此使得电机在位置和速度方面出现不同步的偏差，严重影响电机的运转。为解决该问题，研究人员提出采用PwM的控制策略，通过限定积分时间的方式来提高其同步的精度。但研究发现，通过这种方法只能减小电机的波动，不能彻底消除波动。对此，本文结合同步控制技术原理，提出一种基于PID控制算法的传动系统，并就该算法的具体实现进行分析。1同步传动控制原理同步传动控制通常是指在没有机械主轴的情况下，通过一定的控制策略和方法，保持多电机在速度和位置方面的同步运行，从而增强电机运转的效率，提高使用寿命。在电机运行中，通过控制器对变频驱动器

6、进行控制，从而驱动电机转动，带动工作平台转动。检测元件主要对平台的位置进行测定，并将信号反馈给速度补偿器，此后速度补偿器再对两轴位置的偏差进行计算，并将结果传递给副轴，从而对速度进行补偿。具体的原理框架则如图1所示。收稿日期：2016一07—18；基金项目：成阳职业技术学院科研基金项目《高职院校(电工技术课程)理实一体教学体系的构建研究》(2叭lKYA07)；成阳职业技术学院科研基金项目《高职院校现代徒制探索研究》(20】6JYA04)作者简介：李锁牢(1974一)，男，汉族，陕西商洛人，硕士，副教授，主要研究方向为机电类专业教

7、学、管理及机电一体化技术研究。图1同步控制结构框图而对于图1来说，要做到对机电设备的同步传动，首先必须要搞清楚速度同步和位置同步两个之间的关系。而从数学角度来看，位置是速度的积分，因此，在同步传动系统中，不同电机传动的位置差则为速度差的积分，具体表达式为：蝌．巡：掌(1)忙r一2面L1J因此，根据公式(1)，可得到图1传动轴l和传动轴2之前的速度差：√肛垫盟1吼¨户dS习酬加“沪以加掣一掣(2)”z(。)21广J在公式(2)中，”，(f)、”：(￡)分别表示速度在￡时刻下的传动轴1、2的速度；Js，(t)、s：(￡)则分别表示在

8、f时刻传动轴1、2的位置。根据上述的公式可以看出，当传动系统在稳定运行下，其速度和位置也是同步的，即速度和位移一致。但当其中的任意一个传动轴在受到负载扰动或者出现其他不稳定因素的时候，就可能导致两个传动轴的速度和位移出现变化。而一旦同步系统出现位置的偏差，就需要