NSK滚珠丝杠常识

SK针对PM型直线马达的控制方式

浏览:发布日期:2019-06-03 11:07:38 字号:  

开发新的控制方式

以缩短定位时间为目的,NSK针对PM型直线马达的控制方式,正在开发一种新的控制方式【参考文献6),7)】。由于廉价且性能高的CPμ的普及,适用于高速运算处理的新的控制方式变得越来越容易,所以在大扭矩马达中引用了这种新的控制方式。
缩短定位时间有必要做到以下几点:

  • (1) 马达转速的高速化

  • (2) 马达在运行过程中,提高马达对位置指令的实际的跟踪特性。

  • (3) 加快位置指令结束后的整定时间。

第(1)点可以通过永久磁铁型马达实现,第(2)(3)点可以通过控制技术实现。

 高跟踪控制

为了实现在短时间内完成整合,要尽可能的减小马达在回转过程中的跟踪误差。因此,此次开发通过补偿对定位动作指令的相位延迟,采用了改善响应能力的高跟踪控制系统。
根据反馈控制使控制对象更稳定,一般在高频领域存在相位延迟。 
考虑到要进行高速定位动作,需要从目标值及位置指令开始到控制输出(马达的回转角度)都能延迟。假设在反馈控制系统前,能够通过拥有与之相反的特性的前馈控制器来进行补偿,从目标值到输出的传导特性即是“1”,就能够实现按照指令进行定位。

存在运用 这种考虑方法的零相位差的跟踪控制器(ZPETC) 【参考文献8)】。
因反馈控制而得到稳定化的控制对象的离散时间模型

如下所示。

但是,


这时,ZPETC的输出μ(k)由下式得到。

但是,


位置控制循环以及速度控制循环按照一定比例进行控制,得到适用于稳定化的大扭矩马达,如下所示。

根据公式(7),闭式循环系统的输入值的作成,需要2个取样调查地址的指令情报。此处的K、a0~a3是由马达的负载惯量或各个控制环的增益及定常数决定的。一般,这种这些没有因果关系的特性是实现不了的。但是,如果有位置指令脉冲发生功能,能够事前在驱动单元内部获得指令信息的话就有可能实现。
进行上述的前馈补偿,从目标位置指令值到马达的旋转角度的传递函数,理想情况下,具有以下的零相位响应特性。

此处,决定上述常数k,a0~a3时使用的负荷惯性偏转力矩值与实际值存在偏差,因模型化误差的影响无法得到零相位特性。因此,通过适用于以下说明的干扰,进行自适应性保证,使模型化误差的影响减少。
根据预测前反馈控制,从马达的位置指令到马达的旋转角度的频率特性,到奈奎斯特频率附近理想条件下取1。然而,为提高马达的跟踪性能,没有必要将控制频带提高到奈奎斯特频率附近。如将控制频带提高到奈奎斯特频率附近,在高频区的指令的量化误差将产生不良的影响。因此,只能除去高频分量,而且没有相位延迟,采用零相位过滤器,对预测前反馈的相位特性不产生影响的条件下,过滤过剩的频率成分。


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