交流伺服系統(tǒng)自調(diào)整技術(shù)研究.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)的性能與其控制參數(shù)密切相關(guān)，為了獲得滿意的控制性能，必須對控制參數(shù)進(jìn)行整定。同時(shí)為了適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，以及單個(gè)場合運(yùn)行條件的變化，伺服系統(tǒng)必須具備控制參數(shù)的自調(diào)整能力，能夠根據(jù)被控對象特征的變化對控制參數(shù)進(jìn)行在線修正，使伺服系統(tǒng)的性能始終保持最優(yōu)。進(jìn)行交流伺服系統(tǒng)控制參數(shù)自調(diào)整策略研究，是提高伺服系統(tǒng)運(yùn)行效率和性能的迫切需要，具有重要意義。本文以實(shí)現(xiàn)交流伺服系統(tǒng)參數(shù)自調(diào)整為目標(biāo)，首先對交流伺服系統(tǒng)的三環(huán)串級結(jié)構(gòu)采取逐層分析

2、的方法，建立了各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，對電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行了分別設(shè)計(jì)并確定了各自的參數(shù)及自調(diào)整規(guī)則，得到了交流伺服系統(tǒng)參數(shù)自調(diào)整實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)。設(shè)計(jì)了全數(shù)字交流伺服平臺(tái)，分析了速度檢測延時(shí)和誤差對系統(tǒng)性能的影響，并設(shè)計(jì)了基于多項(xiàng)式外推的速度預(yù)估器，有效提高了速度檢測性能。對電流、速度以及位置環(huán)參數(shù)的整定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并為后面的伺服系統(tǒng)自調(diào)整策略的驗(yàn)證提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。要實(shí)現(xiàn)電流環(huán)參數(shù)的自調(diào)整，首先需要對永磁同步電機(jī)（PMSM）

3、的電氣參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，提出了一種基于自適應(yīng)觀測器的在線永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方案：在常規(guī)的全階d、q電流觀測器基礎(chǔ)上，增加反饋電流觀測誤差修正環(huán)節(jié)，并基于穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)反饋增益；同時(shí)設(shè)計(jì)了基于Popov超穩(wěn)定性理論的參數(shù)辨識(shí)自適應(yīng)規(guī)律，在保證系統(tǒng)漸進(jìn)超穩(wěn)定的前提下對參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)；并對影響辨識(shí)精度的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行了分析，提出了一種新的補(bǔ)償方法。完成了永磁同步電機(jī)電氣參數(shù)的辨識(shí)，為電流環(huán)參數(shù)自調(diào)整的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。速度環(huán)和位置環(huán)參數(shù)的自調(diào)整需要對

4、交流伺服系統(tǒng)的機(jī)械參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。首先對常規(guī)的基于運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃的加減速辨識(shí)方案進(jìn)行了改進(jìn)，增強(qiáng)了其實(shí)用性；同時(shí)對遞歸最小二乘法（RLS）及其衍生算法-遺忘因子最小二乘法（FFLS）在系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究；并研究了一種降階擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩觀測器，基于穩(wěn)定性確定其收斂增益；最終實(shí)現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)機(jī)械參數(shù)的全辨識(shí)，為速度/位置環(huán)參數(shù)自調(diào)整的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)?；诮涣魉欧脚_(tái)，在交流伺服系統(tǒng)電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)辨識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了伺服系統(tǒng)參數(shù)