永磁交流伺服的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(編輯修改稿)
2025-07-26 03:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 諧波大，性能較差。正弦PWM調(diào)制的信號波為正弦波，其脈沖寬度是由正弦波和三角載波相交而成，為自然采樣，數(shù)字實現(xiàn)中變化出多種規(guī)則采樣方法。有的文獻(xiàn)中根據(jù)電機特點，在正弦波中疊加高次諧波，以抑制某些次諧波，達(dá)到優(yōu)化電流波形的目的。80年代Broeck博士提出了一種新的脈寬調(diào)制方法）—空間矢量PWM調(diào)制，將空間矢量引入到脈寬調(diào)制中[2]。它具有線性范圍寬，高次諧波少，易于數(shù)字實現(xiàn)等優(yōu)點，在新型的驅(qū)動器中得到了普遍應(yīng)用。文獻(xiàn)[3]分析了三相交流電機空間矢量脈寬調(diào)制的原理，探討了采用空間矢量脈寬調(diào)制三相橋式電壓型逆變器的電壓輸出能力。文獻(xiàn)[4]將SVPWM和基于載波的SPWM進(jìn)行了比較分析，指出了SVPWM和疊加了三次諧波的SPWM之間的聯(lián)系。零序矢量放置的不同可以導(dǎo)致不同的SVPWM調(diào)制方式，每個PWM周期只插入一個零序矢量可減少1/3的開關(guān)次數(shù)，即可實現(xiàn)最小開關(guān)損耗SVPWM調(diào)制。 IGBT等器件的死區(qū)是逆變器的非線性原因之一，會導(dǎo)致電流波形畸變，使控制性能變差。針對死區(qū)的各種補償技術(shù)的研究很多。文獻(xiàn)[5]分析了通常的電流反饋補償和電壓反饋補償，提出了一種基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的前饋補償方案，其校正不被逆變器輸出的電壓幅值和電流畸變影響，很好的補償了逆變器輸出電壓的畸變。文獻(xiàn)[6]分析了死區(qū)的作用，只在電流過零時給出一段死區(qū)，可以減小死區(qū)產(chǎn)生的畸變。 速度檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 交流伺服系統(tǒng)一般由位置檢測器件完成位置和速度的檢測，速度從位置信息中計算出?；镜乃俣扔嬎惴椒ㄊ呛笙蛭⒎郑晒潭〞r間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)除以時間得到速度，即為最常使用的M法測速。還有常用于低速檢測的T法，測量固定脈沖間的時間。以及兩者結(jié)合的M/T法。 由于速度環(huán)計算的周期固定，因此在伺服控制系統(tǒng)中常用M法測速。由于低速時得到的脈沖數(shù)較少，計算得到的速度不連續(xù)，其波動較大，會引起速度環(huán)控制的波動，影響低速時的控制效果。因此由位置微分得出的速度信息一般要經(jīng)過濾波，各國學(xué)者提出了許多方法計算速度。 模擬電路的濾波實現(xiàn)主要采用鎖相環(huán)方法，利用鎖相電路對位置編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行穩(wěn)相，得到頻率較為穩(wěn)定的脈沖串。該方法增加了硬件設(shè)計，由于數(shù)字濾波技術(shù)的發(fā)展，使它在實際伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用很少。 最普通的計算速度的數(shù)字方法是使用低通數(shù)字濾波器。低階低通數(shù)字濾波器設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)，在速度穩(wěn)定時使用能得到較好的測量效果。但濾波器帶寬受限，會導(dǎo)致時間延遲，當(dāng)系統(tǒng)速度暫態(tài)變化時，濾波器的延時會引起速度檢測誤差。 現(xiàn)代控制理論中的觀測器技術(shù)也被應(yīng)用于實時速度的計算。Lorenz提出了將線性觀測器用于瞬時速度估計的方法。觀測器技術(shù)一般需要建立系統(tǒng)模型，根據(jù)檢測到的電流，位置等實際信息，通過系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型仿真來估算實際速度。這種方法需要較為準(zhǔn)確的模型及模型參數(shù)。采用Kalman濾波器來實時估計轉(zhuǎn)速和力矩波動，并通過參數(shù)辨識去調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，以實現(xiàn)用低精度的編碼器達(dá)到高性能的速度控制方法目前也有研究。 PID參數(shù)自整定發(fā)展現(xiàn)狀 PID控制是迄今為止最通用的控制方法。大多數(shù)反饋回路用該方法或其較小的變形來控制。盡管自1940年以來, 許多先進(jìn)控制方法不斷推
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