AC servo motor sürücü kontrol stratejisi
Sabit mıknatıslı senkron motor tarafından temsil edilen AC servo motor modeli, güçlü bir şekilde bağlı, zamanla değişen doğrusal olmayan bir sistemdir. Kontrol stratejisi karmaşıktır, bu nedenle AC servo sisteminin performansı doğrudan benimsediği kontrol stratejisiyle ilgilidir. Mükemmel kontrol stratejisi sadece donanım tasarımının eksikliğini telafi etmekle kalmaz, aynı zamanda sistemin performansını daha da arttırır. Kontrol stratejisi AC servoda hayati bir rol oynar. Yüksek performanslı AC servo sistemin kontrol stratejisinin gereklilikleri şu şekilde özetlenebilir: sadece sistem hızlı dinamik tepkiye ve yüksek dinamik ve statik hassasiyete sahip değildir, aynı zamanda sistem parametre değişikliklerine ve bozulmalarına karşı duyarsızdır.
Temsili sabit mıknatıslı senkron motorun kontrol stratejisi, hız açık döngü sabit voltaj oranı (u / f = sabit) kontrol, klasik pid kontrol, alan odaklı kontrol (vektör kontrol) ve doğrudan tork ile temsil edilen geleneksel kontrol stratejisine sahiptir. . Kontrol, kayma modu değişken yapı kontrolü, uyarlamalı kontrol, doğrusal olmayan geri besleme doğrusallaştırma teorisi, vb., Modern kontrol stratejilerini ve bulanık kontrol ve sinir ağı kontrolü ile temsil edilen akıllı kontrolü temsil eder.
Geleneksel kontrol stratejisi
(1) Sabit voltaj oranı kontrolü
Stator voltaj düşüşü telafisi ile sabit voltaj frekans oranı kontrolü, senkron motorun hava aralığı akışının sabit olmasını sağlar ve ayar frekansı, motorun dönüş hızını senkron olarak değiştirmek için verilir. Bu kontrol stratejisi, yalnızca motorun hava boşluğu akışını kontrol eden, açık döngü kontrolüdür, torku ayarlayamaz ve rotor salınımı ve adım dışı gibi sorunlara eğilimlidir. Aynı zamanda, sabit voltaj frekans oranı kontrolü, motorun sabit durum modeline dayandığından, dinamik kontrol performansı yüksek değildir ve yüksek performans gereksinimleri olan servo sürücü kontrol durumları için uygun değildir.
İyi bir dinamik performans elde etmek için, motorun dinamik matematiksel modeline dayanmalıdır. AC sabit mıknatıslı senkron motorun dinamik matematiksel modeli doğrusal olmayan, güçlü bir şekilde bağlı, zamana göre değişen çok değişkenli bir sistemdir. İyi bir kontrol performansı elde etmek için, açısal hız ve akımın dekuplaj kontrolü, yani vektör kontrol teknolojisi gereklidir.
(2) Klasik pid kontrolü
Pid kontrolörü, kontrol edilen nesneyi kontrol etmek için kontrol hatasını hesaplamak için orantılı, integral ve diferansiyel fonksiyonları kullanır. Pid denetleyicisi şu anda en yaygın kullanılan düzenleyicidir. Basit yapı, iyi stabilite, güvenilir çalışma ve uygun ayar avantajlarına sahiptir. Her zaman endüstriyel kontrolün temel teknolojilerinden biri olmuştur ve çoğu servo kontrol uygulamasını karşılayabilir.
Bununla birlikte, klasik AC servo senkron motorun üç çevrim pid ayarlama kontrol modunda hala bazı problemler vardır. Örneğin, regülatör parametrelerinin ayarlanması zahmetlidir ve hata büyüktür ve sistem modeline ve parametrelerine bağımlılık güçlüdür. Bazı yüksek hassasiyetli uygulamalarda, sistem gereksinimlerini karşılamak çok zordur.
(3) Manyetik alan yönlendirme kontrolü (id = 0)
Vektör kontrolü, kontrol edilen nesnenin doğru matematiksel modeli üzerine kuruludur, böylece AC motor kontrolü, dış makroskopik sabit durum kontrolü ile motor içindeki elektromanyetik sürecin geçici kontrolüne kadar kontrol edilir. Vektör kontrolü, AC motorun içindeki karmaşık bağlantının doğrusal olmayan değişkenini, göreceli koordinat sistemi koordinat dönüşümü boyunca durağan olan, yaklaşık ayrılma kontrolünü gerçekleştiren ve kısıtı bulan bir DC değişkenine (akım, akı bağlantısı, voltaj vb.) Dönüştürür. Belirli bir elde etme koşulu Hedefin optimal kontrol stratejisi id = 0 kontrol, vektör kontrolünün belirli bir kontrol stratejisidir. Sabit mıknatıslı senkron motor çapraz eksenli akım ayrıştırma, rotor koordinat sisteminde gerçekleştirilir. İd ve iq çift akım kapalı çevrimin varlığı nedeniyle motor yapılır. İq akımı, motor elektromanyetik tork kontrolünü gerçekleştirmek için sistem tork referansını (te = ktiq, kt motor tork katsayısıdır) dinamik olarak takip eder. Bu kontrol stratejisi, motor sisteminin daha iyi çıkış torku doğrusallığına ve maksimum doğrusal torka sahip olmasını sağlar. Aynı zamanda, tüm akımlar elektromanyetik tork üretmek için kullanıldığından, motorun aşırı yüklenme kabiliyeti, motorun marş ve frenleme hızını geliştirmek için tam olarak kullanılabilir ve motorun mükemmel marş ve frenleme performansı vardır.
Vektör kontrol teknolojisi, 20 yıldan fazla araştırma ve mükemmellik yaşamıştır ve hız kontrol sistemindeki performansı mükemmeldir. Düşük hızda (sabit tork kontrol modu) veya yüksek hızda (sabit güç kontrol modu) olsun, parazit önleyici özellikleri Hem frenleme özellikleri hem de sabit hız özellikleri DC hız kontrol sistemini karşılar veya aşar. Bununla birlikte, vektör kontrol modeli ve algoritması daha karmaşıktır. Uygularken koordinat dönüşümü yapmak gereklidir. Motor sisteminin voltajının ve akımının, motor sisteminin dinamiğini ve verimini etkileyecek doğrudan ve kesişen eksenlerde tamamen ayrılmasını sağlamak zordur.
