Strategia di controllo della servoazionamento AC
Il modello di servomotore AC rappresentato dal motore sincrono a magneti permanenti è un sistema non lineare fortemente flessibile e variabile nel tempo. La strategia di controllo è complessa, quindi le prestazioni del servosistema AC sono direttamente correlate alla strategia di controllo che adotta. Un'eccellente strategia di controllo non può solo compensare la mancanza di progettazione hardware, ma anche migliorare ulteriormente le prestazioni del sistema. La strategia di controllo gioca un ruolo vitale nel servo AC. I requisiti della strategia di controllo del servosistema CA ad alte prestazioni possono essere riassunti come segue: non solo il sistema ha una risposta dinamica rapida e un'elevata precisione dinamica e statica, ma anche il sistema è insensibile ai cambiamenti dei parametri e ai disturbi.
La strategia di controllo del motore sincrono rappresentativo del magnete permanente ha la tradizionale strategia di controllo rappresentata dal controllo del rapporto di tensione costante ad anello aperto (u / f = costante), dal controllo classico pid, dal controllo orientato sul campo (controllo vettoriale) e dalla coppia diretta . Controllo, controllo della struttura variabile della modalità di scorrimento, controllo adattativo, teoria di linearizzazione del feedback non lineare, ecc. Rappresentano strategie di controllo moderne e controllo intelligente rappresentato dal controllo fuzzy e dal controllo della rete neurale.
Strategia di controllo tradizionale
(1) Controllo del rapporto di tensione costante
Il controllo del rapporto di frequenza a tensione costante con compensazione della caduta di tensione dello statore assicura che il flusso del traferro del motore sincrono sia costante, e la frequenza di regolazione è data per modificare in modo sincrono la velocità di rotazione del motore. Questa strategia di controllo è a controllo ad anello aperto, che controlla solo il flusso del traferro del motore, non è in grado di regolare la coppia ed è soggetta a problemi quali oscillazioni del rotore e fuori fase. Allo stesso tempo, poiché il controllo del rapporto di frequenza della tensione costante si basa sul modello a regime costante del motore, le sue prestazioni di controllo dinamico non sono elevate e non è adatto per le occasioni di controllo della servoazionamento con requisiti di prestazioni elevate.
Per ottenere buone prestazioni dinamiche, è necessario basarsi sul modello matematico dinamico del motore. Il modello matematico dinamico del motore sincrono a magneti permanenti in ca è un sistema multivariabile non lineare, fortemente accoppiato, che varia nel tempo. Per ottenere buone prestazioni di controllo, è necessario il disaccoppiamento del controllo della velocità angolare e della corrente, ovvero la tecnologia di controllo vettoriale.
(2) Controllo pid classico
Il controller pid utilizza le funzioni proporzionale, integrale e differenziale per calcolare l'errore di controllo per controllare l'oggetto controllato. Il controller pid è attualmente il regolatore più utilizzato. Presenta i vantaggi di una struttura semplice, una buona stabilità, un funzionamento affidabile e una regolazione comoda. È sempre stata una delle principali tecnologie di controllo industriale e può soddisfare la maggior parte delle applicazioni di controllo servo.
Tuttavia, ci sono ancora alcuni problemi nella modalità di controllo della regolazione del pid a tre loop del classico motore sincrono servo in ca. Ad esempio, la regolazione dei parametri del regolatore è ingombrante e l'errore è elevato e la dipendenza dal modello di sistema e dai parametri è elevata. In alcune applicazioni ad alta precisione, è molto difficile soddisfare i requisiti di sistema.
(3) Controllo dell'orientamento del campo magnetico (id = 0)
Il controllo vettoriale è basato sul preciso modello matematico dell'oggetto controllato, in modo che il controllo del motore CA sia controllato dal controllo macroscopico in stato stazionario esterno al controllo transitorio del processo elettromagnetico all'interno del motore. Il controllo vettoriale trasforma la variabile non lineare dell'accoppiamento complesso all'interno del motore CA in una variabile DC (corrente, collegamento del flusso, tensione, ecc.) Il cui sistema di coordinate relativo è stazionario attraverso la trasformazione delle coordinate, realizza il controllo approssimativo di disaccoppiamento e trova il vincolo condizione per ottenere un certo La strategia di controllo ottimale del bersaglio, id = 0 controllo è una strategia di controllo specifica del controllo vettoriale. Il disaccoppiamento della corrente trasversale del motore sincrono a magneti permanenti è realizzato nel sistema di coordinate del rotore. A causa dell'esistenza di id e iq dual current closed loop, il motore è realizzato. La corrente iq segue dinamicamente il riferimento di coppia del sistema (te = ktiq, kt è il coefficiente di coppia del motore) per realizzare il controllo della coppia elettromagnetica del motore. Questa strategia di controllo consente al sistema motore di avere una migliore linearità della coppia di uscita e una coppia lineare massima. Allo stesso tempo, poiché tutte le correnti sono utilizzate per generare una coppia elettromagnetica, la capacità di sovraccarico del motore può essere pienamente utilizzata per migliorare la velocità di avviamento e di frenatura del motore e il motore ha eccellenti prestazioni di avviamento e frenata.
La tecnologia di controllo vettoriale ha superato oltre 20 anni di ricerca e perfezione e le sue prestazioni nel sistema di controllo della velocità sono eccellenti. Che si tratti di bassa velocità (modalità di controllo della coppia costante) o alta velocità (modalità di controllo della potenza costante), le sue caratteristiche anti-interferenza Sia le caratteristiche di frenatura sia le caratteristiche di velocità costante soddisfano o superano il sistema di controllo della velocità DC. Tuttavia, il modello di controllo vettoriale e l'algoritmo sono più complicati. È necessario eseguire la trasformazione delle coordinate durante l'implementazione. È difficile garantire il disaccoppiamento completo della tensione e della corrente del sistema motore negli assi diretti e intersecanti, il che influenzerà la dinamica e l'efficienza del sistema motore.
