Strategia de comandă a servomotorului AC
Modelul servomotor AC reprezentat de un motor sincronal permanent cu magnet permanent este un sistem neliniar cu cuplare puternică și cu durată variabilă. Strategia de control este complexă, astfel încât performanța servo sistemului AC este direct legată de strategia de control pe care o adoptă. Strategia excelentă de control nu numai că poate compensa lipsa designului de hardware, dar și îmbunătățește în continuare performanța sistemului. Strategia de control joacă un rol vital în serverele AC. Cerințele strategiei de control a servomecanismului AC de înaltă performanță pot fi rezumate după cum urmează: nu numai că sistemul are un răspuns dinamic rapid și o precizie dinamică și statică mare, dar și sistemul este insensibil la modificările și tulburările parametrilor.
Strategia de control a motorului sincronal reprezentativ cu magnet permanent are strategia tradițională de control reprezentată de controlul tensiunii constante a buclei de viteză deschisă (u / f = constanta), controlul clasic pid, controlul orientat pe câmp (controlul vectorial) și cuplul direct . Controlul, controlul structurii variabile a modului de alunecare, controlul adaptiv, teoria liniarizării feedback-ului neliniar etc. reprezintă strategii moderne de control și control inteligent reprezentate de controlul fuzzy și controlul rețelei neuronale.
Strategia tradițională de control
(1) Control al raportului tensiune constantă
Reglajul ratei frecvenței de tensiune constantă cu compensarea statorului de tensiune asigură că fluxul de aer al motorului sincron este constant, iar frecvența de reglare este dată pentru a schimba în mod sincron viteza de rotație a motorului. Această strategie de control este controlul în buclă deschisă, care controlează doar fluxul de aerisire al motorului, nu poate regla cuplul și este predispus la probleme cum ar fi oscilația rotorului și la ieșirea din treaptă. În același timp, deoarece controlul ratei frecvenței constante se bazează pe modelul staționar al motorului, performanța sa de control dinamic nu este ridicată și nu este adecvată pentru ocaziile de comandă a servomotoarelor cu cerințe de performanță ridicată.
Pentru a obține o performanță dinamică bună, trebuie să se bazeze pe modelul matematic dinamic al motorului. Modelul matematic dinamic al motorului sincron cu magnet permanent permanent este un sistem multivariabil neliniar, puternic cuplat, care variază în funcție de timp. Pentru a obține performanțe bune de control, este necesară decuplarea controlului vitezei și curentului unghiular, adică tehnologia de control vectorial.
(2) Control clasic de pid
Controlerul pid utilizează funcțiile proporționale, integrale și diferențiale pentru a calcula eroarea de control pentru a controla obiectul controlat. Controlerul pid este în prezent cel mai utilizat regulator. Are avantajele structurii simple, stabilității bune, funcționării fiabile și reglării convenabile. Acesta a fost întotdeauna una dintre principalele tehnologii de control industrial și poate satisface majoritatea aplicațiilor servo control.
Cu toate acestea, există încă unele probleme în modul de reglare a reglajului pid al trei-buclă al motorului clasic AC servos sincron. De exemplu, ajustarea parametrilor regulatorului este greoaie și eroarea este mare, iar dependența de modelul de sistem și parametrii este puternică. În unele aplicații de înaltă precizie, este foarte dificil să se respecte cerințele sistemului.
(3) Controlul orientării câmpului magnetic (id = 0)
Controlul vectorial este construit pe modelul matematic precis al obiectului controlat, astfel încât controlul motorului de curent alternativ este controlat de comanda staționară macroscopică la controlul tranzitoriu al procesului electromagnetic din interiorul motorului. Controlul vectorial transformă variabila neliniară a cuplării complexe în interiorul motorului de curent alternativ într-o variabilă DC (curent, legătura fluxului, tensiune etc.) a cărui sistem de coordonate relativ este staționar prin transformarea coordonatelor, realizează controlul aproximativ al decuplării și constată constrângerea condiție pentru a obține o anumită strategie de control optimă a țintei, id = 0 control este o strategie de control specifică a controlului vectorial. Decuplarea curentului pe axa transversală a motorului cu magnet permanent este realizată în sistemul de coordonate al rotorului. Datorită existenței buclă închisă curentă id și iq, motorul este realizat. Curentul iq urmărește în mod dinamic referința cuplului sistemului (te = ktiq, kt este coeficientul de cuplu al motorului) pentru a realiza controlul cuplului electromagnetic al motorului. Această strategie de control permite sistemului motor să aibă o mai bună linearitate a cuplului de ieșire și un cuplu maxim liniar. În același timp, deoarece toate curenții sunt utilizați pentru a genera un cuplu electromagnetic, capacitatea de suprasarcină a motorului poate fi utilizată pe deplin pentru a îmbunătăți viteza de pornire și frânare a motorului, iar motorul are performanțe excelente de pornire și frânare.
Vectorul tehnologiei de control a experimentat mai mult de 20 de ani de cercetare și perfecțiune, iar performanța sa în sistemul de control al vitezei este excelentă. Indiferent dacă este vorba de viteză redusă (mod constant de control al cuplului) sau viteză mare (mod de control al puterii constante), caracteristicile sale anti-interferență Atât caracteristicile de frânare, cât și caracteristicile de viteză constantă respectă sau depășesc sistemul de comandă a turației DC. Cu toate acestea, modelul de control vectorial și algoritmul sunt mai complicate. Este necesar să se efectueze transformări de coordonate la implementare. Este dificil să se asigure decuplarea completă a tensiunii și curentului sistemului motor în axele directe și intersectate, ceea ce va afecta dinamica și eficiența sistemului motor.
