永磁同步伺服系统速度响应研究

本文从永磁同步伺服系统矢量控制的原理出发,针对实际伺服系统的具体工程对象,阐述了系统的构成与设计方法,研究了系统速度环、电流环动态性能改善的具体措施.通过加大PI调节器的比例积分系数、引入微分而构成PID调节、引入过调制技术来提高电流环动态跟踪性能,并抑制反电动势对电流环动态性能的影响.对速度环,通过分段改变调节器比例积分系数、在速度阶跃时设置最大启动制动力矩、在速度调节环中引入微分反馈等措施,来避免比例积分调节器固有的缺陷,抑制超调,充分利用电机潜力,提高系统速度响应性能.所做的设计在实际系统中得到实验验证,效果比较满意.     

永磁同步电机速度阶跃响应研究

文章简述了永磁同步电机伺服系统的原理与设计，介绍了系统为满足矢量控制条件，改善电流环动态性能的具体措施。通过研究速度环的动态结构，选择速度环的调节方式，以满足速度环的无差与抗扰要求。通过对不同速度范围改变调节器比例积分系数，可以实现在不同速度范围系统响应性能的优化；为提高速度阶跃响应性能，在速度阶跃时设置最大启制动力矩，可以充分发挥电机的潜力，加快电机速度的阶跃响应过程；在速度调节环中引入微分反馈，可以使速度调节器提前退出饱和，抑制超调，满足伺服系统的定位要求，提高系统速度阶跃响应性能。所做的设计在实际系统中得到实验验证。     

永磁同步电机速度阶跃响应研究

文章简述了永磁同步电机伺服系统的原理与设计,介绍了系统为满足矢量控制条件,改善电流环动态性能的具体措施.通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,以满足速度环的无差与抗扰要求.通过对不同速度范围改变调节器比例积分系数,可以实现在不同速度范围系统响应性能的优化;为提高速度阶跃响应性能,在速度阶跃时设置最大启制动力矩,可以充分发挥电机的潜力,加快电机速度的阶跃响应过程;在速度调节环中引入微分反馈,可以使速度调节器提前退出饱和,抑制超调,满足伺服系统的定位要求,提高系统速度阶跃响应性能.所做的设计在实际系统中得到实验验证.     

一种滑模无差拍PMSM矢量控制策略研究

针对传统比例积分微分(PID)控制下的永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统存在抗干扰能力弱、控制精度不足等问题,设计了一种滑模无差拍复合控制策略取代PID控制。电流环调节器采用基于无差拍控制原理的电流预测算法,提高电流环控制性能。速度环调节器引入基于趋近律的滑模变结构控制算法,提高系统鲁棒性。实验结果表明所提策略具有更好的动态性能和鲁棒性,有实际意义。     

永磁同步伺服系统低速性能研究

本文简要介绍了永磁同步伺服系统的原理、构成,以及系统电流环速度环的设计,分析了处于低速和高速运行情况下系统的运行状况之间的差别。通过仿真和实验,研究了系统在低速运行情况下的速度跟随、负载扰动响应性能对调节器的不同要求,讨论了系统在低速运行范围内调节器参数的整定,以及借助于负载观测自动补偿负载扰动的方法。通过负载观测器参与系统控制,可以有效解决动态跟随调节和动态抗扰调节之间的矛盾。文章还给出了系统参数调整适当情况下的速度阶跃、负载扰动响应波形。从实验结果来看,借助于合适选择速度调节器参数、并将负载观测值引入系统进行抗扰调节,系统将具有很好的动态跟随和抗扰响应性能。     

考虑饱和运行时永磁同步伺服系统速度调节器的设计与调整

按经典控制理论设计的速度调节器与实际调试结果差距大,阶跃时,速度调节器会出现饱和,为此,借助于线性二次型状态反馈,实现伺服系统速度调节器的设计.速度调节器饱和时,采用棒-棒控制实现响应时间最小化.为保证动态过程中系统速度调节器的平稳过渡,合理选择调节器的转换阀值,并将速度微分反馈引入速度调节,保证在不影响系统响应快速性的前提下抑制超调与振荡.全状态反馈控制所引入的微分控制,可以预见系统响应趋势,它的引入可以有效地抑制速度响应超调.数字仿真和实验证实了分析与设计的有效性.     

电动伺服系统电流环设计

为了构成高性能的电动伺服系统电流环,论文介绍了永磁同步电动机矢量控制的原理和数学模型,然后根据系统动态性能的要求,设计并选择调节器的类型。仿真结果表明,所设计的电流环具有很高的电流跟踪能力,为实现高性能电动伺服系统奠定了基础。     

永磁同步电机伺服系统电流环的仿真

介绍了永磁同步电机伺服系统电流环仿真模型的建立方法。通过数字仿真探讨了伺服系统电流环调节器参数的设计和调整,研究了电流微分反馈对电流环动态过程响应的改善,分析了电流微分反馈强度的设置。考虑到电流环的简化,分析了将电流环近似等效为一阶惯性环节的可行性,并讨论了所设计系统电流环的稳定性。     

永磁同步电机伺服系统电流环的仿真

介绍了永磁同步电机伺服系统电流环仿真模型的建立方法。通过数字仿真探讨了伺服系统电流环调节器参数的设计和调整,研究了电流微分反馈对电流环动态过程响应的改善,分析了电流微分反馈强度的设置。考虑到电流环的简化,分析了将电流环近似等效为一阶惯性环节的可行性,并讨论了所设计系统电流环的稳定性。     

高性能直线伺服系统的研究

针对永磁同步直线电机伺服系统采用传统的比例或比例积分位置调节器时动态性能差,本文将前馈控制应用于位置环以改进系统的动态性能,并对其进行了理论分析。利用仿真软件对该系统建模、仿真并对该系统进行定位实验,结果表明采用位置前馈控制不仅使伺服系统达到了很好的动态特性,而且保证了系统定位的高精度和无超调。     

双变结构控制在永磁交流伺服系统中的应用

通过仿真分析,传统的速度PI调节器和位置P调节器无法满足高性能永磁交流伺服系统中快速动态响应的要求.针对以上不足,在传统调节器的基础上,速度调节器和位置调节器分别引入了变结构与微分负反馈相结合的方法和变结构的方法.仿真和实验结果均证明了双变结构控制能够有效地优化系统的快速动态响应性能.     

基于PDFF速度调节器的PMLSM无差拍电流预测控制

针对电磁弹射用永磁同步直线电机控制系统动态响应速度快、抗干扰能力强的需求,传统永磁同步直线电机PI控制系统无法满足控制需要的现状,本文设计了具有高动态性能、强鲁棒性的速度-电流双闭环控制系统。在转速环引入伪微分前馈-反馈调节器,电流环采用无差拍电流预测控制,同时为消除永磁同步直线电机参数失配以及外部扰动造成的电流波动,设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并对电压参考值进行补偿,提升了系统的鲁棒性和动态响应能力。最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了设计的可行性,设计的系统相较于传统PI速度调节器电流预测控制系统动态响应速度更快、抗干扰能力更强。     

基于内模控制的永磁同步电动机调速系统设计

针对永磁同步电动机伺服系统高性能的控制要求,提出一种基于内模控制技术的永磁同步电动机控制策略。设计的内模控制器具有结构简单、直观和容易调节等特点,通过使用内模控制技术设计电流环,改善电流环的性能;在电流环的基础上,再用内模控制技术设计速度控制器,抑制速度波动;利用构建仿真模型对该调速系统进行仿真研究。结果表明:用内模控制结构设计的调速系统有转速超调量低、转矩脉动小和响应速度快的优点,明显改善了系统的跟随性能和抗扰性能,证明了该控制策略的有效性。     

永磁伺服系统自适应加权无模型预测电流控制

永磁伺服系统采用的隐极式永磁同步电机(PMSM)存在参数未知或失配时电流控制性能下降和开关损耗增大的问题,因此提出加权型成本函数驱动的无模型预测电流控制(MFCC)策略。首先,针对电气参数未知或失配的问题,采用以电流误差变化速率为输入量的最小二乘法对电机参数分组辨识。然后应用比例积分微分(PID)控制原理设计权重系数调节器,完成对成本函数中电流成本和开关成本自调节。最终,实验结果表明该方法能减少电流成本,提高电流控制性能和系统鲁棒性,能减少开关成本,使开关频率和开关损耗下降。     

微分反馈控制在永磁伺服系统中的应用研究

PI调节器用于伺服系统闭环控制时,为保证伺服系统有快速响应,超调是不可避免的.本文研究微分控制(微分调节,微分反馈)对抑制系统响应超调的作用.通过求解微分方程的实时解,分析微分控制对闭环系统阻尼比及闭环零、极点的影响.分析表明,对实际的永磁同步伺服系统引入微分反馈控制,可使系统既有较快的响应速度,又明显地抑制伺服系统响应超调,从而使系统具有优异的响应性能.仿真和实验均证实了微分反馈对伺服系统控制的有效性.     

永磁同步电机伺服系统电流环的研究

介绍了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)矢量控制的原理和伺服系统的硬件结构.为构成高性能的伺服系统,设计了电流环调节器并选择合适的参数.针对电机电枢反电势使电机在高转速时出现电流环性能变差的问题,在PWM调制器中采用过调制技术,使得实际电流能准确快速跟踪给定电流.实验和仿真结果表明,电流环性能较好,经过补偿后的系统稳定.所采取的过调制技术能有效地抑制反电势的影响.改善并提高电流环的性能,为实现高性能永磁同步伺服系统奠定了基础.     

表贴式永磁同步电机伺服系统电流环设计

电流环直接影响表贴式永磁同步电机(surfacepermanent magnet synchronous motor,SPMSM)伺服系统的电流波形和电磁转矩,使系统的动、静态性能变差。当系统运行工况变化使得电机电感饱和时,电流环中含有电感参数的解耦项就会失效。从合成矢量的角度出发,提出了一种同步dq旋转坐标系下无需电感参数的电流解耦调节器,实现了无电感参数解耦控制,改善了SPMSM系统的动态性能。另外,由于死区、电机制造工艺、磁场饱和等原因,电机电流中含有影响系统性能的5、7、11、13等低次谐波。提出了同步旋转dq坐标系下比例积分+比例谐振(proportionalintegral+proportional resonance,PI+PR)的电流复合调节器,对低次电流谐波进行闭环调节,从而显著减小了谐波电流,改善了系统性能。仿真分析和实验结果均验证了该方案的可行性。     

配电静止同步补偿器补偿电流优化重复控制策略

比例—积分与重复控制相结合的电流控制策略可以有效地提高配电静止同步补偿器的无功功率和谐波补偿精度,并抑制装置自身由于死区、电网畸变等影响在输出电流中产生的低次谐波,由于传统重复控制器设计引入周期延时环节,导致装置动态时性能不佳,稳定性差。针对这一问题进行改进,提出基于误差调节及改进内模的优化重复控制,利用滞环比较器和衰减器构成误差调节器,在指令或负载切换等动态过程中,根据无功轴电流误差幅值对重复控制器输入信号进行动态调节,减小重复控制对比例—积分前馈通路的影响,并根据三相电网在同步旋转坐标系下谐波电流特性,采用改进内模减小周期延时,提高装置动态性能和稳定性。仿真和实验结果验证了提出方法的可行性和实用性。     

永磁交流伺服系统中速度环的优化设计

针对永磁交流伺服系统中速度环的设计,分析了采用传统PI调节器的不足之处,进而引出变结构思想以提高伺服系统的快速响应能力。该方法虽能保证系统的快速响应,但速度超调不可避免,为此引入了微分负反馈,以提高抑制超调量的性能。但微分负反馈的引入会影响伺服系统的制动效果,使电机出现"爬行"现象。利用变结构与微分负反馈结合的方法可避免"爬行"现象的发生。仿真和实验均证明,采用带微分负反馈的变结构PI调节器,可使系统既有较快的响应速度,又能明显地抑制伺服系统的速度超调,还能解决电机制动时的"爬行"问题。     

变结构控制的多单元同步伺服系统

根据交流永磁同步电动机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型.设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数.在速度环滑模控制器中引入了积分环节,减少了转矩脉动.仿真结果表明,该控制方法具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力以及良好的控制性能.