Strategija upravljanja servo motorima AC
AC servo motorni model predstavljen sinhronim motorom sa stalnim magnetom je snažno povezani nelinearni sistem koji se menja u vremenu. Strategija kontrole je složena, tako da su performanse AC servo sistema direktno povezane sa kontrolnom strategijom koju usvaja. Odlična strategija kontrole ne samo da može nadoknaditi nedostatak hardverskog dizajna, već i dodatno poboljšati performanse sistema. Kontrolna strategija igra vitalnu ulogu u AC servo uređaju. Zahtjevi strategije upravljanja visokoučinkovitim AC servo sustavom mogu se sažeti na sljedeći način: ne samo da sustav ima brz dinamički odziv i visoku dinamičku i statičku preciznost, već je i sustav neosjetljiv na promjene parametara i smetnje.
Strategija regulacije reprezentativnog sinkronog motora sa stalnim magnetima ima tradicionalnu strategiju upravljanja predstavljenu odnosom konstantnog napona otvorene petlje brzine (u / f = konstanta), klasičnom pid kontrolom, kontrolom polja (kontrola vektora) i direktnim obrtnim momentom . Kontrola, klizno upravljanje varijabilnom strukturom, adaptivna kontrola, nelinearna teorija linearizacije povratne sprege, itd. Predstavljaju moderne strategije upravljanja i inteligentnu kontrolu predstavljenu neizrazitom kontrolom i kontrolom neuronske mreže.
Tradicionalna strategija kontrole
(1) Kontrola odnosa konstantnog napona
Kontrola omjera frekvencije stalnog napona sa kompenzacijom pada napona statora osigurava da je protok zračnog raspora sinkronog motora konstantan, a frekvencija podešavanja se daje da se sinkrono promijeni brzina vrtnje motora. Ova strategija upravljanja je otvorena kontrola, koja kontrolira samo protok vazdušnog raspora motora, ne može podesiti moment, i podložna je problemima kao što su oscilacija rotora i van stepena. U isto vrijeme, budući da je kontrola frekvencijskog odnosa konstantnog napona zasnovana na modelu stabilnog stanja motora, njegova dinamička kontrola nije visoka i nije pogodna za upravljanje servo pogonima s visokim zahtjevima za performanse.
Da bi se postigle dobre dinamičke performanse, ono se mora temeljiti na dinamičkom matematičkom modelu motora. Dinamički matematički model sinhronog motora sa stalnim magnetima naizmenične struje je nelinearni, snažno povezani, promjenjivi vremenski multivarijabilni sustav. Da bi se dobila dobra kontrola, potrebna je kontrola razdvajanja kutne brzine i struje, odnosno tehnologija vektorske kontrole.
(2) Klasična pid kontrola
Pid kontroler koristi proporcionalne, integralne i diferencijalne funkcije za izračunavanje upravljačke greške za kontrolu kontroliranog objekta. Pid kontroler je trenutno najrašireniji regulator. Ima prednosti jednostavne konstrukcije, dobre stabilnosti, pouzdanog rada i praktičnog podešavanja. To je oduvijek bila jedna od glavnih tehnologija industrijske kontrole i može zadovoljiti većinu primjena servo kontrole.
Međutim, još uvijek postoje neki problemi u režimu upravljanja tri podešavanja pid klasičnog AC servo sinkronog motora. Na primer, podešavanje parametara regulatora je nezgrapno i greška je velika, a zavisnost od modela sistema i parametara je jaka. U nekim visoko preciznim aplikacijama, veoma je teško zadovoljiti sistemske zahtjeve.
(3) Kontrola orijentacije magnetnog polja (id = 0)
Kontrola vektora je izgrađena na preciznom matematičkom modelu kontrolisanog objekta, tako da se kontrola AC motora kontroliše pomoću eksterne makroskopske stabilne regulacije do prolazne kontrole elektromagnetnog procesa unutar motora. Kontrola vektora transformiše nelinearnu varijablu kompleksnog spajanja unutar AC motora u DC varijablu (struja, fluksna veza, napon, itd.) Čiji je relativni koordinatni sistem nepokretan kroz transformaciju koordinata, ostvaruje približnu kontrolu razdvajanja i pronalazi ograničenje uvjet za dobivanje izvjesne Optimalna strategija upravljanja cilja, id = 0 kontrola je specifična strategija kontrole vektorske kontrole. U koordinatnom sistemu rotora ostvaruje se poprečno strujno poprečno rasterećenje sinhronog motora s permanentnim magnetom. Zbog postojanja id i iq dvostruke struje zatvorene petlje, motor je napravljen. Iq struja dinamički slijedi referencu okretnog momenta sustava (te = ktiq, kt je koeficijent okretnog momenta motora) kako bi se ostvarila elektromagnetska kontrola motora. Ova strategija upravljanja omogućava motornom sistemu da ima bolju linearnost izlaznog momenta i maksimalni linearni moment. U isto vrijeme, budući da se sve struje koriste za generiranje elektromagnetskog momenta, sposobnost preopterećenja motora se može u potpunosti iskoristiti za poboljšanje brzine pokretanja i kočenja motora, a motor ima odlične performanse pri pokretanju i kočenju.
Tehnologija vektorske kontrole ima više od 20 godina istraživanja i savršenstva, a performanse u sistemu kontrole brzine su odlične. Bilo da se radi o maloj brzini (režim konstantnog upravljanja obrtnim momentom) ili velikoj brzini (režim konstantne kontrole snage), njegove karakteristike protiv smetnji I karakteristike kočenja i karakteristike stalne brzine zadovoljavaju ili prevazilaze DC sistem kontrole brzine. Međutim, model vektorske kontrole i algoritam su složeniji. Potrebno je izvršiti transformaciju koordinata prilikom implementacije. Teško je osigurati potpuno razdvajanje napona i struje motornog sistema u direktnim i sjecištima osa, što će utjecati na dinamiku i učinkovitost motornog sustava.
