基于預(yù)測電流和二自由度PID的永磁同步伺服控制研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)在半導(dǎo)體制造、高精度數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但永磁同步電機(jī)是一個非線性、強(qiáng)耦合的對象，在復(fù)雜的工業(yè)過程中還存在許多不確定的內(nèi)外擾動，這將對 PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor）的控制效果產(chǎn)生不利影響，制約著高性能伺服系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用。為進(jìn)一步優(yōu)化伺服控制性能，本文從控制算法的出發(fā)，對提高PMSM伺服控制系統(tǒng)跟蹤性、抗擾性進(jìn)行了應(yīng)用研究。
　　本文

2、首先分析了永磁同步伺服系統(tǒng)的控制原理，然后由內(nèi)而外展開了PMSM伺服系統(tǒng)三環(huán)控制的研究。伺服控制系統(tǒng)的電流環(huán)是整個整個控制系統(tǒng)最核心的環(huán)節(jié)，具有優(yōu)良動態(tài)性能的預(yù)測控制使其成為高性能伺服系統(tǒng)電流控制策略的研究熱點(diǎn)。所以對于電流環(huán)，在基于i*d=0的矢量控制架構(gòu)下，采用了包含預(yù)測誤差校正的有限d控制集模型預(yù)測控制，提高了電流響應(yīng)的快速性、精確性。對于速度環(huán)，采用二自由度PID控制可以保證速度環(huán)在具有優(yōu)秀的抗擾能力的同時，實現(xiàn)速度參考跟蹤的快

3、速性，解決了傳統(tǒng)單自由度PID不能兼顧抗擾和跟蹤的問題。針對位置環(huán)，本文參考了日本安川公司SIGMA系列伺服驅(qū)動單元位置環(huán)資料，設(shè)計了二自由度PID位置控制器，減少了伺服定位過程中的跟蹤相位滯后。
　　最后為了驗證本文所研究的控制策略，以美國德州儀器公司電機(jī)控制芯片TMS320F28335為控制核心搭建了PMSM伺服驅(qū)動平臺，并制作了伺服驅(qū)動樣機(jī)對采用預(yù)測電流控制和二自由度PID控制的PMSM伺服系統(tǒng)進(jìn)行了實驗驗證，實驗結(jié)果證明了