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交流永磁同步伺服系统的最新研究动向
发布人: 中科德润 发布来源: 网摘 发布日期: 2012-10-22 点击数:360

着新型电力电子器件的出现,DSP技术的发展,现代控制理论的运用,永磁同步伺服系统的研究出现了一些新的方向,主要包含以下几个方面:

1、矩阵变换器

如果把现代的伺服控制系统比喻为运动控制行业的3G产品的话,那么矩阵变换器就是该行业的4G产品。与基于正弦脉宽调制的交-直-交(AC-DC-AC)变换器不同,矩阵变换器是一种交流—交流(AC-AC)直接变换装置,直接对输入量进行频率变换,类似于周波变换器。但它又与过去所研究的高频变低频的AC—AC 周波变换器不同,可以将任意输入频率变换成任意要求的输出频率(即输出频率可以低于或高于输入频率),兼有周波变换器和AC-DC-AC 变频器两者的优点。由于矩阵变换器可以实现输入电流和输出电压波形的正弦化,输入功率因数可调,不需要大容量的电容,体积小,成本低,因此蕴藏着良好的应用前景。目前世界著名工控公司已开始或即将推出此类产品。

2、电动机数学模型分析方法的发展

永磁同步电动机是一个多输入、强耦合、非线性系统,为了提高控制精度,非线性系统状态反馈线性化理论逐步被引入到电动机的控制中来,但由于该方法理论的复杂性,限制了它的推广应用。逆系统方法是分析非线性系统的另一种方法。该方法在理论上形式统一,物理概念清晰直观,容易被人们接受。

3、现代控制理论的引入

交流电动机矢量控制技术的提出,明显改善了它的调速性能。然而,传统的矢量控制技术依赖于电动机的模型和参数,而模型和参数在电动机运行过程中是变化的,这就使得电动机的矢量控制无法达到理论上的性能指标,满足不了现代伺服驱动系统的应用要求。现代控制理论的各种技术能够使系统在模型或者参数变化时保持良好的控制性能。

4、人工智能技术的应用

经典的或者现代控制理论基础上的控制策略都依赖于电动机的数学模型,当模型参数变化时,想获得优良的控制性能是研究人员面临的重要课题。而近年来备受关注的智能控制,由于它摆脱了对被控对象模型的依赖,成为研究与开发的热点。随着人工智能技术的发展,智能控制已经成为现代控制的重要分支,智能化电气传动控制也成为目前电气传动的重要发展方向,开辟了电气传动技术新纪元。

5、无速度传感矢量控制技术

高性能的交流伺服系统都需要实现转速的闭环控制,所需的转速反馈信号来自和电动机转轴同轴相连的速度传感器。为获得准确可靠的转速位置信号,速度传感器必须精确安装、妥善维护。高精度速度传感器的安装,增加了对系统的维护要求,系统对环境的适应能力也变差,成本增加,这在可靠性要求高的应用场合(如军用设备)会受到限制。因此,取消速度传感器而使系统具有良好的控制性能便成为电动机调速领域的重要课题。无速度传感技术的关键是转速信息的获得,转速估计的精度直接决定了调速系统的性能,如何借助于所测量的电动机电压电流信号,准确估计电动机的转速和位置,成为无速度传感技术的关键。

随着高性能微处理器的诞生,数字控制的交流永磁同步伺服系统正在向小型化、数字化、智能化、高性能方向发展,并随着人们对高性能伺服驱动器的需求日益增多,永磁同步伺服系统也因其自身的优点而得到越来越广泛的应用。

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