Estratègia de control de la unitat de servomotor AC
El model de motor de servomotor AC representat per un motor síncron magnètic permanent és un sistema no lineal fortament acoblat i variable en el temps. L'estratègia de control és complexa, de manera que el rendiment del servomotor de CA està directament relacionat amb l'estratègia de control que adopta. Una excel·lent estratègia de control no només pot compensar la manca de disseny de maquinari, sinó també millorar el rendiment del sistema. L'estratègia de control juga un paper fonamental en el servo AC. Els requisits de l'estratègia de control del servomotor AC d'alt rendiment es poden resumir de la manera següent: no només el sistema té una resposta dinàmica ràpida i una alta precisió dinàmica i estàtica, sinó que també és insensible als canvis de paràmetres i pertorbacions.
L'estratègia de control del motor síncron de l'imant permanent representa l'estratègia de control tradicional representada pel control de velocitat constant de bucle obert (u / f = constant), el control pid clàssic, el control orientat al camp (control vectorial) i el parell directe . Control, control d'estructura variable, control adaptatiu, teoria de linealització de comentaris no lineals, etc., representen estratègies de control modernes i control intel·ligent representats per control fuzzy i control de xarxa neuronal.
Estratègia de control tradicional
(1) Control de la relació de tensió constant
El control de la freqüència de voltatge constant amb la compensació de la caiguda del voltatge de l'estator assegura que el flux del buit d'aire del motor síncron és constant, i la freqüència d'ajust es dóna per canviar de forma sincrònica la velocitat de rotació del motor. Aquesta estratègia de control és un control de bucle obert, que només controla el flux del buit d'aire del motor, no pot ajustar el parell i és propens a problemes com l'oscil·lació dels rotor i el pas de pas. Al mateix temps, atès que el control de la freqüència de tensió constant es basa en el model d'estat estacionari del motor, el rendiment del control dinàmic no és elevat i no és adequat per a ocasions de control de servomotors amb requisits d'alt rendiment.
Per aconseguir un bon rendiment dinàmic, s'ha de basar en el model matemàtic dinàmic del motor. El model matemàtic dinàmic del motor síncron d'imant permanent AC és un sistema multivariable no lineal, molt acoblat, variable en el temps. Per aconseguir un bon control, es requereix un control desacoblat de la velocitat angular i del corrent, és a dir, la tecnologia de control vectorial.
(2) Control pid clàssic
El controlador pid utilitza les funcions proporcionals, integrals i diferencials per calcular l'error de control per controlar l'objecte controlat. El controlador pid és actualment el regulador més utilitzat. Té els avantatges d'una estructura senzilla, una bona estabilitat, un funcionament fiable i un ajust convenient. Sempre ha estat una de les principals tecnologies de control industrial i pot satisfer la majoria de les aplicacions de control de servo.
Tanmateix, encara hi ha alguns problemes en el mode de control d'ajust de pid de tres bucle del motor síncron servo AC clàssic. Per exemple, l'ajust dels paràmetres del regulador és complicat i l'error és gran i la dependència del model i els paràmetres del sistema és forta. En algunes aplicacions d'alta precisió, és molt difícil complir els requisits del sistema.
(3) Control d'orientació del camp magnètic (id = 0)
El control de vectors està construït sobre el model matemàtic precís de l'objecte controlat, de manera que el control del motor AC està controlat pel control extern de l'estat estacionari macroscòpic fins al control transitori del procés electromagnètic dins del motor. El control vectorial transforma la variable no lineal de l'acoblament complex dins del motor AC en una variable DC (corrent, enllaç de flux, voltatge, etc.), el sistema de coordenades relatiu està estacionari a través de la transformació de coordenades, realitza el control aproximat de desacoblament i troba la restricció condició per obtenir una determinada L'estratègia de control òptima de l'objectiu, el control id = 0 és una estratègia de control específica de control vectorial. El desacoblament actual de l'eix creuat del motor magnètic síncron permanent es realitza en el sistema de coordenades del rotor. A causa de l'existència de bucle tancat de corrent dual id i iq, el motor està fet. L'actual iq continua dinàmicament la referència del parell del sistema (te = ktiq, kt és el coeficient de parell del motor) per realitzar el control del parell electromagnètic del motor. Aquesta estratègia de control permet que el sistema de motor tingui una millor linealitat de parell de sortida i un màxim de parell lineal. Al mateix temps, atès que tots els corrents s'utilitzen per generar un parell electromagnètic, la capacitat de sobrecàrrega del motor es pot utilitzar per millorar la velocitat d'arrencada i frenada del motor, i el motor té un rendiment excel·lent d'arrencada i frenada.
La tecnologia de control vectorial ha experimentat més de 20 anys d'investigació i perfecció, i el seu rendiment en el sistema de control de velocitat és excel·lent. Ja sigui a baixa velocitat (mode de control de parell constant) o d'alta velocitat (mode de control de potència constant), les seves característiques anti-interferències Tant les característiques de frenada com les velocitats de velocitat segueixen o superen el sistema de control de velocitat DC. No obstant això, el model de control vectorial i l'algorisme són més complicats. És necessari realitzar una transformació de coordenades quan s'implementi. És difícil assegurar el desacoblament complet de la tensió i el corrent del sistema del motor en els eixos directes i intersecables, que afectaran la dinàmica i l'eficiència del sistema motor.
