伺服驅動控制

伺服驅動控制

伺服驅動控制是主要針對交流伺服驅動系統的控制技術,隨著交流伺服驅動系統在工業、軍事、宇航等各種領域的廣泛套用,伺服驅動控制的研究也在不斷深入。主要控制技術包括使用單片機、DSP以及可程式單晶片電機控制器進行控制。採用基於矢量控制以及SVPWM原理的控制策略,未來自適應控制人工智慧模糊控制變結構控制神經元網路等新成果也將開始套用於伺服驅動控制方面。

基本介紹

  • 中文名:伺服驅動控制
  • 外文名:ServoDriveControl
  • 套用領域:工業、軍事、宇航等
  • 控制技術:單片機、DSP以及FPGA
  • 控制策略:矢量控制以及SVPWM原理
  • 所屬學科:控制科學
簡介,交流伺服驅動系統,主要控制技術,單片機控制,DSP控制,可程式單晶片電機控制器,控制策略,矢量控制,SVPWM的實現,發展趨勢,

簡介

伺服驅動控制,主要針對交流伺服驅動系統。伺服驅動是一門包含著豐富內容的綜合性技術。它的發展離不開電力電子技術、大功率驅動技術、電機製造技術、計算機控制技術和控制理論學科的發展。伴隨各項技術的發展和完善,伺服驅動控制的研究也在不斷深入,其套用領域日益廣泛。
隨著交流伺服驅動系統在工業、軍事、宇航等各種領域的廣泛套用,相應的研究工作也再不斷深入。分析世界先進交流伺服驅動產品的功能設定和結構設計,研究其控制策略,對於在工程實際中,充分套用其功能,或者自主研製交流伺服驅動產品,都是非常有意義的。

交流伺服驅動系統

自二十世界七十年代以來,隨著電力電子技術、大功率驅動技術、電機製造技術、計算機控制技術和控制理論學科的發展,高速、高集成度、低成本的微處理器問世及商品化,全數位化的交流伺服系統進入全面發展的階段。在交流伺服驅動系統中,普遍套用的交流伺服電動機有兩大類。一類稱為無刷直流電動機(The Brushless DC Motor,簡稱 BLDCM),另一類稱為永磁同步電動機(Permanent Magnet Synchronous Motor,簡稱 PMSM)。在高性能伺服領域,由於永磁交流伺服系統在轉矩/慣量比、單位電流轉矩、功率密度、轉矩波動、調速範圍、損耗、熱容量和效率等方面都具有明顯的優勢,因此,在實際系統中得到了廣泛的套用。

主要控制技術

在高精度伺服系統中,研究各種控制方法的最終目的是為了提高定位精度、減小位置跟隨誤差。針對進給機構中各個環節中影響加工精度的各種因素,如電氣傳動環節中的諧波問題,磁鏈、電阻等參數時變問題,機械傳動環節中的摩擦問題,負載擾動等問題,國內外學者進行了大量的研究。

單片機控制

對於採用單片機來實現對電機的控制,需要配置大量的外圍數字積體電路來進行各種邏輯控制和擴展口或存儲器來存儲大量的數據同時也需要花大量時間選擇相應的大量元器件,故基於單片機的數字交流伺服控制存在可靠性程度不高的缺點此外,基於單片機程式軟體的伺服控制,學習難度大、速度慢、開發周期長,己越來越很難適應現代複雜高性能伺服控制的要求以及不斷快速更新的需要同時,在實時性和精度要求高、處理的數據量大的套用中,如採用矢量控制的交流伺服控制,用單片機來作為電機控制器實現的難度比較大。因此越來越多的交流伺服控制研究開發人員逐漸選用DSP晶片作為控制器實現。

DSP控制

與單片機相比,DSP晶片採用改進的哈佛結構,具有獨立的程式與數據空間,允許同時存取程式和數據。內置的高速硬體乘法器,增強的多級流水線,使晶片具有高速的數據運算能力,單指令執行時間比單片機執行所需時間快一倍,可以實現基於複雜算法的伺服控制晶片取代單片機實現交流伺服控制減少外接元器件的數量,提高伺服控制系統的可靠性。

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