极坐标下双电机传动系统的协调控制
卢金铎,刘玉珍,辛 峰,于卫华
(山东省产品质量监督检验研究院,山东济南 250100)
摘 要:提出了一种极坐标下的相对简单的轮廓误差模型,采用反馈线性化技术和PID或滑模控制相结合的方法设计控制器,解决了传统轮廓控制的误差模型复杂、且没有系统的控制器设计方法的问题。对所设计的两种控制器应用于两台永磁同步电机组成的两轴控制系统,仿真结果表明,应用控制器的两轴系统具有良好的性能,能够在有限的时间内实现对输入信号的同步跟踪;将该思想应用于数控系统,有利于改进控制策略,提高控制精度。
关 键 词:双电机传动系统;轮廓控制;极坐标;永磁同步电机
中图分类号: TP 273 文献标识码: A
1 引 言
多轴协调控制自提出以来人们已经对其有了很深入的研究,其中,比较典型的是变增益交叉耦合控制器[1]。针对这种控制器,许多科学工作者把已经将鲁棒控制[2]、变结构控制[3]、模型参考自适应控制[4]、神经网络与遗传算法[5]等现代控制理论的控制方法应用到多电机协调控制中,取得了很好的效果。这些传统的多轴运动控制系统控制方法的研究都是在迪卡尔坐标系下,存在不足之处。首先,系统的前馈、反馈和交叉耦合控制器分别单独考虑,它们之间的耦合关系不明确,没有一种系统的方法设计一个综合的控制器;其次,对于复杂的路径,交叉耦合控制器采用线性的近似方法来降低控制器的阶次;而且传统方法基于由传递函数所表示的线性模型,很难应用于非线性系统。
针对上述不足, Shyh-Leh Chen等提出了在极坐标系下的两轴系统的轮廓控制的思想[6]。本文就采用这种思想,从分析永磁同步电机的动态特性入手,根据实际采用的控制策略作适当的简化,建立了永磁同步电机状态空间模型。
2 系统动态模型的建立
永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型由下列方程给出[7]。
5 结 语
本文在极坐标下实现了双电机传动系统的同步控制,用PID和滑模变结构控制方法设计控制器。仿真结果表明,两轴系统具有良好的性能,都有很小的轮廓误差,能够在有限的时间内实现对输入信号的同步跟踪。
将这种思想应用于数控系统,能够改善控制策略,提高控制精度。
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