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韩文宏：永磁同步电动机伺服系统控制原理_卖家圈子_门别论坛
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| 发表：2016-10-11 12:54:18 查看：1193 回复：2
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韩文宏：永磁同步电动机伺服系统控制原理 |
机械设备/韩文宏：永磁同步电动机伺服系统控制原理
伴随着现代工业的快速发展，标志着一个国家工业实力的相应设备如精密机床、工业机器人等对其“驱动源”——电伺服驱动系统提出了越来越高的要求。而基于正弦波反电势的永磁同步电动机（简称PMSM）因其卓越的性能已日渐成为电伺服系统执行电动机的“主流”。
随着现代电力电子技术、微电子技术及计算机技术等支撑技术的快速发展，以永磁同步电动机作为执行机构的交流伺服驱动系统的发展得以极大的迈进。然而伺服控制技术是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分。随着国内交流伺服用电机及驱动器等硬件技术逐步成熟，以软形式存在于控制芯片中的伺服控制技术成为制约我国高性能交流伺服技术及产品发展的瓶颈。研究具有自主知识产权的高性能交流伺服控制技术，尤其是最具应用前景的永磁同步电动机伺服控制技术，具有重要的理论意义和实用价值。
永磁同步电动机伺服系统基本结构
永磁同步电机伺服系统主要由伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应反馈检测器件组成，其结构组成如附图所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。全数字化的永磁同步电机伺服控制系统集先进控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，同时智能化、柔性化也已经成为了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势[2][3]。
无传感器控制技术发展现状
无传感器控制技术是近些年来在永磁交流电机驱动技术中最为活跃的一个领域。因为用于确定转子位置的传感器的成本几乎可以占到整个控制器成本的三分之一，传感器的轴向长度也几乎是永磁电机轴向长度的三分之一。因此，借助于一些先进的控制算法在无位置传感器的情况下，只提取电流或电压信号，借以估计转子位置，实现电机自同步运行的方案引起了研究者的极大兴趣。这种设想对直流无刷电机尤为适用，因为它只需要每60°电角度提供一个换相信号。这一要求完全可以通过检测三相绕组中未通电相的反电势信号给出换相信号。通过检测反电势确定换相时间和顺序，从而取消了原有的霍尔传感器。
永磁同步电动机自身就是具有一定非线性、强耦合性及时变性的“系统”，同时其伺服对象也存在较强的不确定性和非线性，加之系统运行时还受到不同程度的干扰，因此按常规控制策略是很难满足高性能永磁同步电动机伺服系统的控制要求。为此，如何结合控制理论新的发展，引进一些先进的“复合型控制策略”以改进作为永磁同步电动机伺服系统核心组成部件的“控制器”性能，来弥补系统中以“硬形式”存在的“硬约束”，理应是当前发展高性能PMSM伺服系统的一个主要“突破口”。
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机伺服系统控制原理
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韩文宏：永磁同步电动机伺服系统
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