Strategija krmiljenja AC servo motorja
Model servo motorjev, ki ga predstavlja sinhroni motor s trajnimi magneti, je močno sklopljen nelinearni sistem, ki spreminja čas. Strategija krmiljenja je kompleksna, zato je delovanje servo sistema AC neposredno povezano s strategijo nadzora, ki jo sprejme. Odlična strategija nadzora ne more samo nadoknaditi pomanjkanja načrtovanja strojne opreme, temveč tudi dodatno izboljšati učinkovitost sistema. Strategija krmiljenja ima ključno vlogo v servo AC. Zahteve strategije krmiljenja visokozmogljivega servo sistema AC lahko povzamemo takole: ne samo sistem ima hiter dinamični odziv in visoko dinamično in statično natančnost, ampak tudi sistem je neobčutljiv na spremembe parametrov in motnje.
Strategija krmiljenja reprezentativnega sinhronega motorja s trajnimi magneti ima tradicionalno strategijo krmiljenja, ki jo predstavlja regulacija konstantne napetosti odprte zanke (u / f = konstanta), klasična pid kontrola, usmerjeno krmiljenje (vektorska kontrola) in neposredni navor. . Krmiljenje, krmiljenje spremenljive strukture drsnega načina, prilagodljivo krmiljenje, nelinearna teorija linearizacije povratnih informacij itd. Predstavljajo sodobne strategije nadzora in inteligentno krmiljenje, ki je predstavljeno z mehkim upravljanjem in nadzorom nevronske mreže.
Tradicionalna strategija nadzora
(1) Nadzor stalne napetosti
Kontrola frekvenčnega razmerja s konstantno napetostjo s kompenzacijo padec napetosti statorja zagotavlja, da je pretok zračne reže sinhronega motorja konstanten, frekvenca nastavitve pa je podana, da sinhrono spremeni hitrost vrtenja motorja. Ta strategija krmiljenja je krmiljenje z odprto zanko, ki nadzoruje samo tok zračne reže motorja, ne more prilagajati vrtilnega momenta in je nagnjena k težavam, kot so nihanje rotorja in zunaj njega. Hkrati, ker nadzor frekvenčnega razmerja konstantne napetosti temelji na modelu ustaljenega stanja motorja, njegova dinamična regulacija ni visoka in ni primerna za nadzor krmiljenja servo pogona z visokimi zahtevami glede učinkovitosti.
Da bi dosegli dobro dinamično zmogljivost, mora temeljiti na dinamičnem matematičnem modelu motorja. Dinamični matematični model sinhronega motorja s stalnim magnetom je nelinearni, močno sklopljen, časovno spreminjajoči multivariabilni sistem. Da bi dosegli dober nadzor, je potrebna ločilna kontrola kotne hitrosti in toka, tj.
(2) Klasični pid nadzor
Pid regulator uporablja proporcionalne, integralne in diferencialne funkcije za izračun krmilne napake za nadzor nad nadzorovanim predmetom. Pid krmilnik je trenutno najbolj razširjen regulator. Ima prednosti enostavne strukture, dobre stabilnosti, zanesljivega delovanja in priročne prilagoditve. Vedno je bila ena glavnih tehnologij industrijskega nadzora in lahko zadovolji večino aplikacij servo nadzora.
Vendar pa še vedno obstajajo težave v načinu krmiljenja pid prilagoditve tri-zanke klasičnega sinhronskega motorja servo AC. Na primer, prilagoditev parametrov regulatorja je okorna in napaka je velika, odvisnost od modela sistema in parametrov pa je močna. Pri nekaterih visoko natančnih aplikacijah je zelo težko izpolniti sistemske zahteve.
(3) Nadzor orientacije magnetnega polja (id = 0)
Vektorsko krmiljenje je zgrajeno na natančnem matematičnem modelu nadzorovanega objekta, tako da je krmiljenje AC motorja nadzorovano z zunanjo makroskopsko stabilno regulacijo do prehodnega nadzora elektromagnetnega procesa v motorju. Vektorska kontrola pretvori nelinearno spremenljivko kompleksnega sklopa znotraj motorja AC v spremenljivko DC (tok, vezava toka, napetost itd.), Katere relativni koordinatni sistem miruje prek transformacije koordinat, doseže približen nadzor ločevanja in ugotovi omejitev pogoj za pridobitev določenega Optimalna strategija upravljanja cilja, id = 0 kontrola je specifična kontrolna strategija vektorskega nadzora. Mešanica toka s trajnim magnetom, ki poteka v medosnem toku, se izvaja v koordinatnem sistemu rotorja. Zaradi obstoja id in iq dvojne tokovne zaprte zanke je motor narejen. Tok IQ dinamično sledi referenčnemu momentu sistema (te = ktiq, kt je koeficient vrtilnega momenta motorja), da doseže elektromagnetno krmiljenje motorja. Ta strategija krmiljenja omogoča motornemu sistemu boljšo linearnost izhodnega navora in največji linearni navor. Ker se vsi tokovi uporabljajo za ustvarjanje elektromagnetnega navora, se lahko zmogljivost preobremenitve motorja popolnoma izkoristi za izboljšanje zagonske in zavorne hitrosti motorja, motor pa ima odlično zagonsko in zavorno zmogljivost.
Tehnologija vektorskega nadzora je doživela več kot 20 let raziskav in popolnosti, njegova zmogljivost v sistemu za nadzor hitrosti pa je odlična. Ne glede na to, ali je pri nizki hitrosti (način konstantnega krmiljenja navora) ali pri visoki hitrosti (način konstantne moči), njegove lastnosti proti motnjam. Vendar sta vektorski model in algoritem bolj zapletena. Pri izvedbi je potrebno izvesti transformacijo koordinat. Težko je zagotoviti popolno ločevanje napetosti in toka motornega sistema v direktnih in sečiščnih oseh, kar bo vplivalo na dinamiko in učinkovitost motornega sistema.
