交流伺服系統(tǒng)自整定控制的研究.pdf

1、永磁同步電動機是現(xiàn)代工業(yè)設備中重要的運動部件,因其結(jié)構(gòu)緊湊,氣隙磁通密度大,功率密度高,轉(zhuǎn)矩慣性比和轉(zhuǎn)矩容量高等特點,在機床伺服的工業(yè)領域倍受青睞,已經(jīng)逐漸成為伺服執(zhí)行電機的主流。在給定值變化、噪聲、負載擾動等因素的影響下,過程參數(shù)甚至模型結(jié)構(gòu)均會發(fā)生變化,這就要求控制器參數(shù)能在線調(diào)整,以適應對象或過程的變化。自整定功能有利于改善控制性能,帶自整定功能的控制器具有廣闊的應用前景。
　　 本論文闡述了永磁同步電動機的系統(tǒng)構(gòu)成和工作

2、原理,分析了永磁同步電動機的數(shù)學模型、傳遞函數(shù)以及控制策略,并在MATLAB/Simulink平臺上建立了永磁同步電動機控制系統(tǒng)的仿真模型。介紹PID控制算法的改進形式,并分析這幾種算法的優(yōu)缺點及對它們的設計方法進行比較,指出PDFF控制具有較小的超調(diào)量,同時允許低頻段具有很大的剛度。本論文還介紹了基于繼電反饋的自整定控制方法,分析了特征參數(shù)和繼電環(huán)節(jié)參數(shù)的關系,并把這種自整定方法應用到PDFF控制器的參數(shù)自整定中,且對伺服系統(tǒng)控制器進

3、行參數(shù)自整定。
　　 此外,本文對伺服系統(tǒng)的機械參數(shù)進行辨識,根據(jù)辨識結(jié)果按照工程設計方法對伺服系統(tǒng)進行控制器設計。并把設計的控制器與參數(shù)自整定獲得的控制器進行比較,發(fā)現(xiàn)本文參數(shù)自整定獲得的控制器能獲得與工程設計方法設計控制器相似的控制效果。在速度環(huán)中,由于自整定控制器參照標準濾波器參數(shù)整定法設計PDFF控制器進行參數(shù)整定的,該自整定控制器更優(yōu)于工程設計法控制效果。
　　 本論文設計了永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的自整定控制器

4、,該控制器采用繼電反饋的方法測試電機特征參數(shù),并根據(jù)特征參數(shù)自動整定控制器參數(shù)實現(xiàn)伺服系統(tǒng)控制器的參數(shù)自整定,并在MATLAB/Simulink平臺上進行了計算機仿真。仿真結(jié)果表明,控制系統(tǒng)有較好的動靜態(tài)特性。最后進行了實物實驗,通過實驗數(shù)據(jù)檢驗了采用自整定控制器的伺服控制系統(tǒng)的工作性能。實驗結(jié)果表明,采用自整定控制器的伺服控制系統(tǒng),能夠自動整定控制器參數(shù),整定后系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的運行。本文最后對整個系統(tǒng)的設計進行了總結(jié),并對本系統(tǒng)存在的問