2CP100.60-1 B&R 特價(jià)火熱銷售中
利用ADRC的特點(diǎn)，系統(tǒng)中的交叉耦合項(xiàng)以及參數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)的模型誤差均可歸于模型擾動，可采用ESO進(jìn)行觀測和補(bǔ)償為了使電機(jī)運(yùn)行過程中不過流，必須對勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行限幅控制，因此采用所示的轉(zhuǎn)子磁場定向雙閉環(huán)控制方案，即采用4個(gè)控制器分別調(diào)節(jié)。
另外，在電機(jī)運(yùn)行過程中，受溫升影響，轉(zhuǎn)子電阻是變化大的電機(jī)參數(shù)，對系統(tǒng)性能影響也大針對這些模型擾動，以磁通調(diào)節(jié)為例，可建立其ESO模型，如下式所示其中fr為ESO觀測得到的轉(zhuǎn)子磁鏈幅值；iSd為磁鏈調(diào)節(jié)的輸入控制量，也是d軸電流調(diào)節(jié)的給定值；Rr為程序設(shè)定的轉(zhuǎn)子電阻值；Z0為參數(shù)攝動導(dǎo)系統(tǒng)擾動的觀測值。
沒有磁鏈微分輸出；TD相應(yīng)只起到濾波的作用，避免給定值突變引起超調(diào)，因此用普通的濾波環(huán)節(jié)代替；NL-PD也只需比例P參與調(diào)節(jié)相比于帶有非線性微分調(diào)節(jié)的典型ADRC模型，簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)算量減小約1/2，響應(yīng)速度快，可達(dá)到很好的實(shí)際控制性能同樣的，可以建立其他環(huán)節(jié)的ADRC模型，如下式所示上述模型考慮了盡可能多的已知項(xiàng)，其他難于處理的耦合項(xiàng)及參數(shù)擾動項(xiàng)歸于系統(tǒng)擾動，并加以觀測這樣，采用四個(gè)一階ADRC實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的轉(zhuǎn)速與磁通雙環(huán)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，同時(shí)考慮了定子電壓方程耦合項(xiàng)，以及模型參數(shù)變化的影響，魯棒性較強(qiáng)2數(shù)字仿真與物理仿真結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器控制方式，ADRC調(diào)節(jié)速度比較快，動態(tài)速降較低，而且無超調(diào)，表明后者具有更強(qiáng)的阻尼力和更大的穩(wěn)定裕量22物理電機(jī)運(yùn)行于45Hz，如果突加負(fù)載，轉(zhuǎn)矩電流及電壓會達(dá)到限幅值，對動態(tài)調(diào)節(jié)有一定的影響。因此，為顯示系統(tǒng)對過程為宜，如所示。另外，為驗(yàn)證系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性，實(shí)驗(yàn)考察了轉(zhuǎn)子電阻的變化對控制性能的影響?？紤]電機(jī)溫度的變化范圍，轉(zhuǎn)子電阻的變化一般不超過原值的40%而定量變動轉(zhuǎn)子電阻的實(shí)際值難以實(shí)現(xiàn)，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)采用參數(shù)相對攝動原理，通過改變控制器中轉(zhuǎn)子電阻設(shè)定值來近似實(shí)際值攝動。bc分別為轉(zhuǎn)子電阻設(shè)定值為實(shí)際值的60%和140%情況下的實(shí)驗(yàn)波形自抗擾控制系統(tǒng)負(fù)載突卸實(shí)驗(yàn)波形實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)空載啟動快速無超調(diào)負(fù)載突卸（7（%額定負(fù)載）的情況下，動態(tài)速升約為額定轉(zhuǎn)速的0%，而相同負(fù)載情況下，基于PI調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)動態(tài)速升的典型值為2%~3%自抗擾控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能同時(shí)，轉(zhuǎn)子電阻的變化對系統(tǒng)的抗擾性能及阻尼力基本無影響，魯棒性較強(qiáng)3結(jié)論本文將自抗擾控制理論應(yīng)用于異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制，設(shè)計(jì)了簡化的自抗擾控制器，實(shí)現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的快速調(diào)節(jié)與常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器相比，自抗擾控制器可有效地觀測出系統(tǒng)的模型擾動并加以前饋補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度；同時(shí)配合非線性的調(diào)節(jié)方式，有效解決了一般線性調(diào)節(jié)器存在的快速性與超調(diào)之間的矛盾。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)具有優(yōu)異的動態(tài)控制性能，而且參數(shù)魯棒性較強(qiáng)?！弘娭C波電機(jī)是一種通過壓電陶瓷驅(qū)動并結(jié)合諧波傳動技術(shù)的一種新型步進(jìn)電機(jī)，它將壓電驅(qū)動和諧波傳動有機(jī)的結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)低速、高精度驅(qū)動，在精密機(jī)械中具有很好的應(yīng)用前景。在國外，1990年Ishida等人首先利用諧波原理開發(fā)出壓電馬達(dá)，隨后在英國伯明翰大學(xué)TimKing、WeiXu和在德國的OliverBarth也進(jìn)行了對諧波壓電馬達(dá)的研究和設(shè)計(jì)，他們僅制作出了較為粗糙的原理樣機(jī)，性能較差，還不能應(yīng)用到實(shí)際中，目前一直停留在實(shí)驗(yàn)階段。為了使其能夠具有優(yōu)良的性能并在實(shí)踐中得以應(yīng)用，還需在設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)方案、機(jī)械機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及試驗(yàn)方面進(jìn)行深入研究。
2壓電諧波電機(jī)的工作原理諧波齒輪傳動裝置通常被作為減速器來實(shí)現(xiàn)傳動的功能。高速電機(jī)通過輸入軸帶動波發(fā)生器做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使柔輪產(chǎn)生周期性的彈性變形，通過柔輪和剛輪間的嚙合或摩擦實(shí)現(xiàn)速度轉(zhuǎn)換，固定柔輪或剛輪中的一個(gè)構(gòu)件，另一構(gòu)件則會以低速旋轉(zhuǎn)。根據(jù)諧波傳動原理，無論波發(fā)生器部件旋轉(zhuǎn)與否，只要能使柔輪按一定規(guī)律產(chǎn)生周期性的連續(xù)的或脈動式的彈性變形，便可獲得低速的輸出。由此出現(xiàn)了多種不通過波發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)輸入，而利用固定的不同驅(qū)動元件的周期位移輸出驅(qū)動柔輪變形的波發(fā)生器，如液壓式波發(fā)生器、氣壓式波發(fā)生器和電磁波發(fā)生器等。這樣就使諧波傳動起到了把不同的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的作用，具有原動機(jī)的性質(zhì)，因而被稱為諧波馬達(dá)“0壓電陶瓷具有可電伸縮的壓電逆效應(yīng)，因此，可設(shè)計(jì)由壓電陶瓷作為受控驅(qū)動部件組成一種新型的諧波傳動波發(fā)生器，通過控制壓電陶瓷驅(qū)動器的伸縮變形，驅(qū)動柔輪按一定規(guī)律進(jìn)行變形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)柔輪或剛輪低速的旋轉(zhuǎn)，由此設(shè)計(jì)的裝置便稱為壓電諧波電機(jī)。
3壓電諧波電機(jī)的設(shè)計(jì)31壓電陶瓷驅(qū)動器壓電驅(qū)動形式有直線變形和彎曲變形兩種。
直線型又分為單板型和層疊型。在厚為1cm的PZT壓電陶瓷兩端施加5kV的電壓，只能得到約10Lm的位移，因此單板型變形太小，缺乏實(shí)用性。如果把10個(gè)1mm的壓電陶瓷片重疊起來（膠接或者燒結(jié)），每片加500V的電壓，也會得到同樣大的變形量，而且具有在獲得相同比例的變形下不易破壞的優(yōu)點(diǎn)，這就是層疊型壓電驅(qū)動器?，F(xiàn)在已能制造出0 05mm的壓電晶體薄片。層疊型壓電驅(qū)動器不僅變形量大，且承載力大，響應(yīng)快，位移可重復(fù)性好，體積效率高，電場控制相對簡單等優(yōu)點(diǎn)以電子工業(yè)部二十六所制作的WTYD080810型壓電驅(qū)動器為067N，大位移10Lm，回零位移再現(xiàn)性010Lm變形量，但其驅(qū)動位移還是不能滿足驅(qū)動柔輪變形的要求，所以必須設(shè)計(jì)其相應(yīng)的位移放大機(jī)構(gòu)。位移放大機(jī)構(gòu)一般可利用杠桿機(jī)構(gòu)、三角幾何放大及壓曲放大等放大原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，為避免間隙和摩擦，保證機(jī)構(gòu)的精密性，常采用柔性較鏈代替普通較鏈進(jìn)行連接。采用放大機(jī)構(gòu)，會隨著位移的放大，驅(qū)動力也隨之降低。同時(shí)因?yàn)槿嵝暂^鏈的彈性變形產(chǎn)生反力并存在位移損失，而影響放大效果。所以放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是影響驅(qū)動性能的關(guān)鍵，應(yīng)對其各部分尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以得到佳的放大效果旋轉(zhuǎn)變壓器的信號處理芯片由旋轉(zhuǎn)變壓器的原理可知，要使旋轉(zhuǎn)變壓器正常工作，在其轉(zhuǎn)子端必須施加一個(gè)正弦激勵(lì)。采用AD2S99可編程正弦振蕩發(fā)生器提供正弦激勵(lì)，該振蕩器可以產(chǎn)生從2kHz~20kHz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，其產(chǎn)生正弦波的頻率由管腳SEL1、SEL2和FBIAS來控制。邏輯圖如所示。，選用12位的解算器AD2S90可以解算這兩路信號，得到對應(yīng)的角度值。AD2S99的邏輯圖如所示，其中sin、sinLO、cos、cosLO是旋轉(zhuǎn)變壓器的定子輸出。
實(shí)際上在AD2S90內(nèi)部是一個(gè)鎖相環(huán)，從定子上來的兩路正交的正弦信號首先在高精度正余弦信號解算單元，將增減計(jì)數(shù)器內(nèi)的一個(gè)初值Y作如下運(yùn)算經(jīng)過相位頻率映射單元和高速動態(tài)壓控振蕩單元，迅速調(diào)整增減計(jì)數(shù)器內(nèi)Y的值，使得sin（0―Y）值趨于零，于是計(jì)數(shù)器中的值就可以代表轉(zhuǎn)子的角位置。
3DSP的同步串行口與AD2S90的通訊旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號經(jīng)過AD2S90的解算得到一個(gè)12位的值，代表轉(zhuǎn)子所處的位置，并終以串行方式傳輸給DSPTI的TMS320LF2407具有通用的同步串行口（SPI），可以方便地實(shí)現(xiàn)與AD2S90通訊給出了AD2S90與DSP連接的示意圖。
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