基于高速稀土永磁无刷直流电机的分段控制方法研究.pdf

第 期(总第 期)年 月山西电子技术研究与探讨收稿日期:修回日期:作者简介:许亚星()男陕西西安人工程师研究方向:机电系统应用文章编号:()基于高速稀土永磁无刷直流电机的分段控制方法研究许亚星 任 磊 李庆楠 王晓航(中国航空计算技术研究所陕西 西安)摘 要:针对高速稀土永磁无刷直流电机的闭环控制方法进行研究传统控制方法在宽速度范围下不能达到很好的控制效果故提出了针对电机转速控制的动态段和稳态段分别进行控制的分段调节方法提高了高速无刷直流电机速度调节的动态性和调节精度对高速稀土永磁无刷直流电机的速度控制具有一定参考意义关键词:稀土永磁无刷直流电机速度调节分段控制中图分类号:文献标识码:():.:引言随着科技的日益发展高速稀土永磁无刷直流电机得到越来越广泛的应用对高转速情况下的速度伺服控制也提出了越来越高的要求 传统伺服控制方法不能同时兼顾速度调节的快速性和高精度针对高转速情况下更好的速度伺服控制方法有待进一步研究 系统建模稀土永磁无刷直流电机速度伺服控制一般采用 控制其中 参数为比例参数其与比较误差直接相乘对误差进行放大比列系数越大对误差的放大能力越大反之亦然 参数为积分参数其对误差在时间上进行积分当有偏差输入时则对偏差进行积分只有当偏差消失时积分作用才不起作用 参数为微分参数其主要是克服被控对象的滞后当偏差变化的速度越大微分的时间越长时微分作用的输出变化越大 控制的原理和控制规律如图 所示图 控制原理和控制规律本文采用两态分段调节法进行控制即将调节过程分段为动态和稳态两个过程在两个过程分别采用不同的控制方法进行调节 在动态过程中注重调节的快速性采用单纯的 控制在稳态过程中注重减小超调量和稳态误差采用 控制 仿真结果通过模型对传统 控制和分段 控制的速度伺服控制进行仿真仿真结果如图 所示图 传统 控制和分段 控制的控制效果 结果分析由仿真结果可以看出采用单纯的 控制时只能对特定的给定速度起到很好地调节效果当给定速度变动时之前的 参数就会不再最佳 比如当给定转速为高转速时大的比例参数和小的积分参数比较适用但当给定转速为低转速时大的比例参数会出现超调小的积分参数会因为积分误差小而调节作用变弱造成大的稳态误差 采用两态分段调节后在动态过程只采用 控制最大限度地增大了动态性在稳态阶段只采用 控制最大限度地减小了超调量和稳态误差 而且积分环节的作用只在稳态阶段起作用即其进行积分的误差始终在 /以内而与给定的输入没有关系这样可以保证对于不同的给定输入同一套控制参数始终有效 结论与传统 控制方法相比采用两态分段调节法在高转速和低转速下均能够很好地控制转速不仅具有良好的动态性和稳态精度还能满足宽范围的不同给定转速的调速要求参考文献 宋哲.无刷直流电机高效驱动控制技术研究.南京:南京航空航天大学.刘庆强.基于 技术的无刷直流电机运动控制器研究.北京:北京工业大学.卢二宝闫丽媛于志远等.航空航天机电伺服系统可靠性设计综述.导航定位与授时():.陆地李甲锋王建信.一种高可靠性直流无刷电机调速装置.哈尔滨理工大学学报():.宋乾儒.永磁无刷直流电机控制器的研究与设计.辽宁:东北大学.山 西 电 子 技 术 年第 期