参考资料
《电力拖动自动控制系统——运动控制系统(第3版)》 陈伯时 机械工业出版社
位置随动系统(或称伺服系统),其主要任务是使输出量快速准确地复现给定量的变化。
狭义上,位置随动系统是一个带位置反馈的自动控制系统;
广义上,位置随动系统输出量可以是其它物理量,其共性在于输出量快速准确的复现给定量。
本文讲解狭义上的位置随动系统。
1伺服系统稳态误差分析
伺服系统稳态运行时,要求系统有足够的稳态精度,所产生的稳态位置误差越小越好,为此有必要进行稳态误差分析。
影响伺服系统稳态精度,导致系统产生稳态误差的因素有:
只要p+q>0,对阶跃输入信号就有足够的跟踪能力;对于速度输入信号,I型系统跟踪能力大幅削弱,跟随误差与开环传递函数的比例系数成反比,II型仍具有优良跟踪能力;对于加速度输入信号,仅II型系统能勉强跟随。
2伺服系统动态矫正与控制
运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环和位置环。电流环反应速度最快,速度环的反应速度必须高于位置环,否则将会造成电机运转的震动或反映不良。伺服驱动器的设计可尽量确保电流环具备良好的反应性能,故用户只需调整位置环、速度环的增益即可。
三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。
APR——位置调节器; ASR——速度调节器; ACR——电流调节器
电流调节器ACR作为内环调节器,在速度环的调节过程中,其作用为使电流跟随给定电压变化;抗电网电压扰动
速度调节器ASR,使转速n很快跟随给定电压Un变化,稳态时可减少转速误差;抗负载扰动
位置调节器APR就是位置环的校正装置,它的类型和参数决定了位置随动系统的系统误差和动态跟随性能,其输出限幅值决定着电机的最高转速。
多环控制系统调节器逐环设计方法:从内环到外环,逐个设计各环的调节器。
首先设计电流调节器ACR,然后将电流环简化成转速环中的一个环节,和其它环节一起构成转速调节器ASR的控制对象,再设计ASR;最后再把整个转速环简化为位置环中的一个环节,从而设计位置调节器APR。
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