基于控制系统模型前馈高响应控制技术研究

为提高控制系统的响应速度,基于控制系统模型提出前馈控制结构. 该种前馈结构可以保证指令输入到指令输出与扰动输入到指令输出完全独立,充分考虑了控制系统的动态响应性能,保证了控制系统的响应跟踪能力与扰动抑制能力的最优化. 实验结果表明,该种新型前馈系统相比于传统的基于低通滤波的前馈系统具有更好的速度及电流指令跟踪能力,消除了低通滤波前馈对指令滤波造成的失真,该方法大幅提高了控制系统的速度跟踪响应能力.      

空间矢量脉宽调制中电压矢量最优化算法研究

在交流伺服系统电流控制的空间矢量脉宽调制中,通常的电压指令限制算法会导致母线电压不能被充分利用,并产生电压矢量方向误差。针对此问题,该文提出了基于线电压限制和相电压中心点平移的最优化算法。一个电角度周期内的分析结果证明,在63.3%的角度区间,最优算法处理后的电压矢量模大于通常方法,母线电压得到充分利用,且没有方向误差。     

高速电机高精度伺服控制

普通位置传感器在高转速下无法实现高精度的电机转子位置反馈,严重制约高速电机伺服控制发展.针对此问题,提出了一种可以在高转速下精确反馈转子位置的单对极磁电编码器,并针对其反馈滞后的特性提出了可保证控制精度的补偿方法.同时设计了实验系统,对一台600,W、4对极、额定转速20,000,r/min的永磁同步电机进行控制实验.实验结果表明,此方法有效地利用位置传感器实现了高速电机的伺服控制.     

交流伺服控制系统电机参数闭环辨识方法研究

通过分析永磁同步电机d-q坐标轴数学模型,提出一种交流伺服控制系统闭环辨识电机交直轴电感、定子电阻、转子磁链的方法,分析了非正弦磁通造成的电机模型误差、功率器件的开关死区和编码器的电机转子位置反馈延时等对参数辨识精度的影响,并给出了相应的补偿方法。实验结果表明,补偿后闭环辨识得到的电感随电流的变化曲线与有限元分析结果基本吻合,辨识出的电阻和磁链与实际测量和计算值偏差很小,证明了该文参数辨识及补偿方法的有效性。由于所辨识到的参数是控制电机运行时的等效参数,因此该文方法对控制器及电机的设计改进提供了依据。