基于DSA的伺服系統(tǒng)速度環(huán)建模與PI參數(shù)整定.pdf

1、PMSM伺服系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、激光加工和雷達(dá)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中,PMSM伺服系統(tǒng)模型的建立是進(jìn)行伺服系統(tǒng)控制器參數(shù)整定的基礎(chǔ)。由于交流伺服系統(tǒng)是多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),通過(guò)理論分析方法建模過(guò)程中常常忽略系統(tǒng)中某些參數(shù)影響或簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致所建立的系統(tǒng)模型不夠精確。另外,伺服系統(tǒng)中 PID控制器參數(shù)設(shè)置是否合理直接影響到整個(gè)伺服系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能,而廣泛使用的傳統(tǒng) PID參數(shù)整定方法存在整定過(guò)程繁瑣、適

2、應(yīng)性差的問(wèn)題。因此,為解決上述兩個(gè)問(wèn)題以達(dá)到提高伺服系統(tǒng)控制性能的目的,本論文進(jìn)行如下研究:
　　首先,闡述PMSM伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其控制策略。通過(guò)理論建模方法得到伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)和電流環(huán)數(shù)學(xué)模型后,提出采用 Matlab中的Sisotool工具箱對(duì)速度環(huán)PID控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)和參數(shù)整定。
　　其次,針對(duì)理論建模方法難以建立伺服系統(tǒng)精確數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題,提出采用 Agilent35670A動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀獲得伺服驅(qū)動(dòng)器較為準(zhǔn)確的

3、傳遞函數(shù)。對(duì)采用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)量伺服驅(qū)動(dòng)器速度環(huán)傳遞函數(shù)的原理進(jìn)行詳細(xì)論述。
　　最后,搭建PMSM伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行伺服系統(tǒng)被控對(duì)象模型辨識(shí)實(shí)驗(yàn)和PID參數(shù)整定實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)采用Agilent35670A動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀能夠測(cè)量獲得伺服系統(tǒng)速度環(huán)的實(shí)測(cè)模型,并且所測(cè)模型比理論模型較為準(zhǔn)確,適合實(shí)際工程應(yīng)用;(2)基于速度環(huán)被控對(duì)象辨識(shí)模型并采用Sisotool工具箱整定參數(shù)的方法能夠獲得較好的速度控制器PI