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专利号: 2021107895760
申请人: 南京信息职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种交流伺服驱动方法,其特征在于,包括位置环、速度环、电流环,每个环路由反馈控制器和前馈控制器组成,所述反馈控制器用于检测伺服对象的实时状态,将目标值与真实值比较分析;反馈控制器为比例调节器或比例积分调节器,所述前馈控制器为基于控制对象的数学模型;

所述位置环中采用比例反馈调节,适应增量编码器和上位机控制器,采用增量调节模式,表达式如下:其中, 表示指令位置增量,ΔPP实际位置增量,kPp表示位置环的比例增益,EP表示位置环的跟踪误差, 表示比例反馈调节输出的指令速度;

位置环中的前馈输出表达式如下:

其中,fPff表示位置环的前馈函数,kPff表示位置环的前馈系数,用百分数表示, 表示位置环的前馈输出;

位置环最终的输出表达式为:

*

其中,ω表示位置环最终输出的指令速度。

2.根据权利要求1所述的交流伺服驱动方法,其特征在于,所述速度环的反馈控制为比例积分调节,表达式如下:*

Eω=ω‑ω                  (4)其中,Eω表示当前周期的速度环跟踪误差,Eω(k)表示第k个周期的速度环跟踪误差,N表示当前周期数,kωp、kωi表示速度环的比例、积分调节系数, 表示反馈调节输出的指令q轴电流;

速度环的前馈调节表达式如下:

其中, 表示静态前馈输出的指令q轴电流, 表示动态前馈输出的指令q轴电流,kωfs表示速度环静态前馈系数,百分数分子表示,kωfd表示速度环动态前馈系数,用百分数表示,在前馈获取准确条件下,kωfs和kωfd取100%, 表示前馈输出总的指令q轴电流;

速度环最终的输出表达式为:

其中,表示指令q轴电流。

3.根据权利要求1所述的交流伺服驱动方法,其特征在于,所述电流环中有d轴和q轴两个通道,两个通道的实际电流由实际相电流经CLARK和PARK变换而来,变换的数学表达式如下:其中,iu、iv表示U、V相实际电流,θe表示电机电角度,id、iq表示d、q轴实际电流;

d、q轴的反馈控制为比例积分调节,表达式如下:其中, 表示d、q轴指令电流,在控制对象为隐极正弦波永磁同步电机时, EId、EIq表示d、q轴电流跟踪误差,kIdp、kIqp表示d、q轴比例调节系数,kIdi、kIqi表示d、q轴积分调节系数, 表示d、q轴反馈调节输出。

4.根据权利要求3所述的交流伺服驱动方法,其特征在于,当控制对象为隐极正弦波三相永磁同步电机时,d轴实际的电压、电流的趋于稳态,q轴的电压、电流随负载变化,加强电流的响应能力,在q轴上加入前馈控制,表达式如下:其中,fIqff表示电流环q轴的前馈函数,主要由电机在q轴上的伏安特性决定, 表示电流环q轴的前馈电压;

正弦波三相永磁同步电机的d、q轴存在相互干涉的旋转电动势,通过解耦控制消除,表达式如下:其中,Ld、Lq表示电机定子绕组在d、q轴上的等效电感,ψf表示电机永磁体在dq坐标系下的等效磁链, 表示d、q轴的解耦电压;

经过反馈调节、前馈补偿和解耦计算,d、q轴总的指令电压 为因SVPWM基于αβ坐标系,将 经逆PARK变换转换至αβ坐标系的指令电压 转换方程如下: