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。     

基于LQSF的伺服系统速度调节器的设计与研究

针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题,提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想,实现永磁同步伺服系统的速度环调节器的设计.根据二次型性能指标最优设计思路,通过适当调节状态变量的加权矩阵,使相应状态变量满足控制要求,性能指标最优.对于速度调节过程中的饱和,设计采用Bang-Bang控制来实现过渡过程响应时间的最小化.在电机速度阶跃过程中,设置较大的限幅力矩,可以使系统有更快的响应,更小的响应时间.仿真和实验证实了本文所做设计的有效性.     

基于LQSF的伺服系统速度调节器的设计与研究

本文针对按经典控制理论设计的速度调节器和实际运行结果出入大的问题，提出用二次型性能指标最优调节器(LQSF)的设计思想，实现永磁同步伺服系统(PMSM)的速度环调节器的设计。通过适当调节状态变量的加权矩阵，使相应状态变量满足控制要求，性能指标最优。对于速度调节过程中的饱和，设计采用Bang-Bang控制来实现过渡过程响应时间的最小化。在电机速度阶跃过程中，设置较大的限幅力矩，可以使系统有更快的响应，更小的响应时间。仿真和实验证实了本文所做设计的有效性。     

位置/电流两环结构位置伺服系统的跟随性能

位置闭环、速度闭环和电流闭环组成的三环结构,是目前被普遍认同的位置伺服系统控制结构.然而在某些特定场合,例如点对点运动控制场合中,重点是要求系统位置响应的动态性能,而对速度调节的性能要求并不高.这时,速度闭环不仅没有发挥作用,还作为控制结构中的串联环节,降低了系统位置调节动态响应性能.针对这些特定的场合,本文研究了全数字位置闭环和电流闭环组成的两环结构位置伺服系统,并利用阶跃响应性能和梯形响应性能,在相同命令信号和相同控制对象的条件下,与三环系统作比较.仿真和实验结果显示,两环系统的位置动态响应时间小于三环系统,并且两环系统中位置前馈复合控制同样可以使用,以减小梯形响应中稳态位置跟踪误差.两环系统应用到点对点运动控制的特定场合比较合适,但因没有速度闭环调节功能,系统应用到轨迹运动控制场合中有局限性.     

基于DSP的永磁同步电动机伺服系统速度环研究

简述了永磁同步电动机伺服系统的原理与设计,指出矢量控制技术可以实现电机交、直轴之间的解耦,具有线性转矩控制特性,能够获得比较平稳的输出转矩,达到比较宽的调速范围.论述了采用DSP为微处理器的交流伺服控制系统,通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,满足速度环的无误差与抗扰要求.研究适合于中、小功率的交流伺服系统,有较高的动态和静态性能.     

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.     

考虑饱和永磁伺服系统速度调节的设计与调整

针对经典控制理论设计的速度调节器与实际调试结果出入大，以及在速度阶跃过程中速度调节器的饱和问题，提出用线性二次型状态反馈的设计思想，实现伺服系统速度调节器的设计。在速度调节器饱和过程中，采用棒棒控制实现响应时间的最小化。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，并引入速度微分反馈控制，可以在不影响系统响应快速性的前提下抑制超调与振荡。在电机速度阶跃过程中，加大系统动态过程中的限幅力矩，使系统的响应更快，响应时间更短。数字仿真和实验均证实了文中所做分析与设计的有效性。     

永磁伺服电机复合模型预测控制

永磁电机效率和功率密度高、力矩和惯量比大,是工业伺服领域的主流电机。伺服控制技术是充分发挥永磁电机优势、提升伺服系统运行性能的关键。目前,永磁伺服系统多采用多环级联的比例 积分（PI）控制器,但由于积分器的滞后效应,PI动态响应速度较慢,抗干扰能力较差,难以满足机械臂、精密加工等高性能伺服控制的动、静态性能要求。因此,提出一种广义模型预测控制与有限集模型预测控制相结合的复合模型预测控制策略。此外,还提出一种广义模型预测控制的低运算量实现方法及一种机械参数估计方法。试验结果表明,所提复合模型预测控制可提高永磁伺服电机的动态响应速度和抗负载扰动能力。     

异步电机调速系统的新型模糊控制方法

电气传动系统的智能控制是目前一个研究热点.本文分析了异步电机调速系统中采用PI控制方法的不足,提出了一种新型的模糊PI复合控制方法.在异步电机双闭环调速系统中,电流控制采用滞环电流调节器,转速控制采用模糊PI复合控制,仿真结果表明:这种新型的模糊PI复合控制方法响应快、无超调、鲁棒性强,较传统PI控制具有更好的动、静态特性.     

全数字化无刷直流电机伺服控制系统设计

转矩波动是影响无刷直流电机伺服控制精度的重要因素,限制了无刷直流电机在控制性能要求较高场合的应用。针对此问题,在传统位置环和速度环的基础上,引入数字化电流环,通过电流闭环控制稳定电磁转矩,从而减小转矩脉动的干扰以提高控制精度。通过对系统模型的分析,确定控制系统参数,实现了以高性能的数字信号处理器DSP28335为核心的电机伺服控制系统软硬件设计。实验结果表明,引入数字电流环后,系统的跟踪精度得到了明显的提高（近9倍）,且系统的动态响应性能也得到了较好的改善。     

永磁同步电动机调速系统的模糊PI智能控制新方法

在分析永磁同步电动机 (PMSM )数学模型的基础上 ,利用Matlab软件建立了控制系统的仿真模型 ,提出了一种新型的模糊PI控制方法。在PMSM双闭环调速系统中 ,电流控制采用滞环电流调节器 ,而转速控制通过采用常规PI控制和模糊控制相结合的方法来实现。仿真结果表明 ,这种新型的模糊PI智能控制方法响应快、无超调、鲁棒性强、抗干扰能力好 ,较传统PI控制具有更好的动、静态特性     

自适应PSO-LADRC的永磁同步电机转速控制

为提升永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,PMSM）伺服系统的动态响应与抗扰动能力,提出一种基于自适应粒子群（APSO）的双闭环线性自抗扰控制（APSO-LADRC）策略。首先,通过分析PMSM转速与电流运动模型,构建级联形式的转速环、电流环LADRC控制器;其次,针对PSO易陷于局部寻优的缺陷,引入进化速度与聚合度因子构造惯性权值自适应律,从而实现粒子群迭代过程中惯性权重的动态调整以获得更优的寻优效果;最后,选取ITAE指标作为优化目标与约束条件,并以此实现双闭环LADRC控制参数的自主寻优。开展的系列仿真结果均表明,该方法能够有效提升PMSM伺服系统的控制品质,并解决人工参数整定困难的问题。     

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。     

永磁同步电机短路过渡焊接推拉送丝系统

构建了永磁同步交流伺服电机推拉送丝短路过渡焊接的送丝系统.该系统以TMS320F2812型DSP为控制核心.采用智能功率模块PS21564制作了交流伺服驱动器,完成了永磁同步电机的电流、速度、位置的三环调节系统.电流环通过矢量变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)对电机的转矩进行控制,反映负载状况;速度环通过对速度校正可以提高系统的动态性能;位置环主要是对焊丝位置进行精确控制.实现了电机的正反转运行,实验证明系统响应速度快.运行平稳,送丝频率(电机正反转频率)达到了10Hz,为送丝系统的建立奠定了基础.     

双三相永磁同步电机位置伺服前馈反馈复合控制

传统伺服系统的位置控制器只采用纯比例控制,不能兼顾系统的响应速度和稳定裕度,且对斜坡等输入信号不能实现无差跟踪。通过分析位置伺服系统的传递函数,设计了一种新型前馈反馈复合控制器。该复合控制器重构了系统的误差传递函数,使系统能够准确跟踪给定信号,提高了伺服系统的跟踪性能和稳定性。为了进一步提升电流环动态性能,在电流环添加反电动势前馈势补偿,用于减小反电动势对电流响应的影响。仿真和试验表明,该控制方法提高了位置伺服系统的动态性能和跟踪精度,验证了前馈反馈复合控制的有效性。     

大惯量天线伺服跟踪复合控制技术

理论分析了速度、加速度前馈控制对位置伺服跟踪系统动态性能的影响。结合某型雷达伺服系统的设计,给出了伺服系统速度环和位置环仿真设计,并对传统控制和复合控制从仿真和工程试验进行了对比。对比结果表明复合控制可以显著提高伺服系统的动态性能和跟踪精度。