基于PMAC的永磁交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制及仿真研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，交流伺服系統(tǒng)已經(jīng)在各行各業(yè)中發(fā)展起來，并不斷成長壯大，尤其是在交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制方面，先進優(yōu)良的控制策略將引領(lǐng)交流伺服系統(tǒng)發(fā)展的總方向。由于交流伺服驅(qū)動在傳動領(lǐng)域中正成為主要的驅(qū)動方式，所以對交流伺服驅(qū)動技術(shù)的研究無疑具有非常重要的現(xiàn)實意義和價值。本文基于此發(fā)展背景和意義，并結(jié)合AC-200交流伺服設(shè)備實驗系統(tǒng)，在PMAC的基礎(chǔ)上對永磁交流伺服驅(qū)動控制進行研究。
　　首先，本文對交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展及其

2、驅(qū)動控制技術(shù)現(xiàn)狀進行介紹，運用數(shù)學(xué)工具分析并推導(dǎo)在空間坐標系下永磁同步電機的基本方程，建立永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)采用PWM控制技術(shù)，根據(jù)永磁同步電機數(shù)學(xué)模型在MATLAB/SIMULINK中建立系統(tǒng)仿真模型，并對SPWM控制模塊、速度PI控制模塊、電流PI控制模塊進行分析。仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)動靜態(tài)特性較好，調(diào)速平滑、諧波成分小。
　　其次，PMAC功能強大，本文依據(jù)PMAC中提供的PEWIN32軟件，采用手動的方

3、式，在AC-200交流伺服設(shè)備上對PID+速度/加速度前饋調(diào)節(jié)算法進行反復(fù)調(diào)節(jié)實驗研究。在實驗過程中，出現(xiàn)脈沖響應(yīng)曲線和正弦波響應(yīng)曲線與理想曲線并不接近或相差甚遠的問題，通過對每次實驗進行分析并總結(jié)經(jīng)驗，不斷調(diào)節(jié)參數(shù)，最終得到了與理想曲線近似吻合的響應(yīng)曲線。
　　基于上述研究，本文應(yīng)用模糊控制理論對所構(gòu)造的模糊控制系統(tǒng)進行詳細分析，設(shè)計交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)模糊PID控制器。將輸入輸出量模糊化來建立隸屬函數(shù);依據(jù)模糊控制規(guī)則建立輸出量z

4、KP、zKI、zKD的模糊控制規(guī)則表;分析輸出量zKP、zKI、zKD的三維空間圖，根據(jù)空間分布均勻驗證了模糊控制規(guī)則設(shè)計合理;采用重心法進行解模糊。為了能更直接地看到模糊PID控制效果，利用MATLAB中的SIMULINK和FUZZY模塊對傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)進行仿真比較，結(jié)果表明模糊PID控制系統(tǒng)響應(yīng)速度快、無超調(diào)、穩(wěn)定性好。
　　總之，本文通過對PID+速度/加速度前饋調(diào)節(jié)算法進行研究，并在此基礎(chǔ)上引進了先