一般來說,旋振篩設備的單閉環(huán)調速系統(tǒng)在采用轉速負反饋和PI調節(jié)器后可以使系統(tǒng)穩(wěn)定運行并實現(xiàn)轉速無靜差,但是單閉環(huán)系統(tǒng)不能完整按照需要來控制動態(tài)過程的電流或轉矩,滿足不了高動態(tài)性能的要求。即使在單閉環(huán)系統(tǒng)中加入電流截止負反饋環(huán)節(jié),也只是靠負反饋作用來限制電流的沖擊,并不能理想地控制動態(tài)電流。為帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調速系統(tǒng)啟動過程的電流和轉速波形示意圖。對于電動搬運車轉向電機控制系統(tǒng)這樣需要經常正反轉控制的場合,希望能夠充分利用電機的允許過載能力,理想狀態(tài)就是在啟動時始終保持電流(轉矩)為允許的較大值,使旋振篩設備的電機盡快啟動;當轉速穩(wěn)定后,讓電流立刻降下來,使轉矩與負載平衡,從而實現(xiàn)穩(wěn)定運行。
然而,實際情況是旋振篩設備的電流不可能實現(xiàn)跳變,理想情況并不能實現(xiàn)。為了盡可能達到理想的控制效果,實際應用中通常引入電流負反饋,設法使啟動電流保持在一個近似恒定的較大值。待電機轉速穩(wěn)定后,利用速度負反饋控制使電機轉速保持穩(wěn)定。在轉向電機控制系統(tǒng)中,被控對象(轉向電機)的狀態(tài)變量是電樞電流和電機轉速。根據(jù)現(xiàn)代控制理論,狀態(tài)變量反饋的理想控制方案是對每個狀態(tài)變量進行反饋控制,通過分別配置各個極點以得到理想的動、靜態(tài)特性。因此,本論文在設計旋振篩設備的轉向電機控制系統(tǒng)方案時,采用轉速、電流雙閉環(huán)策略以實現(xiàn)被控對象狀態(tài)變量的全反饋。外環(huán)為速度環(huán),主要起抗負載擾動和穩(wěn)定轉速的作用;內環(huán)為電流環(huán),主要起穩(wěn)定電流和抗電壓波動的作用。
在旋振篩設備的雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中,速度、電流控制器一般都采用PI控制方法,本論文為了獲得更好的控制效果,在速度環(huán)引入模糊控制理論,設計模糊自適應PI速度控制器。在旋振篩的系統(tǒng)控制過程中,首先通過一個外接電位器,經A/D轉換給出電機的參考速度。將電機當前的轉動速度與速度參考值進行比較,得到速度誤差信號;其次將速度誤差信號傳送到速度控制器,經控制器調節(jié)后得到相應的電流參考信號。該信號與檢測到的電機相電流信號進行比較,差值經電流控制器調節(jié)后送給PWM發(fā)生器,后者將產生PWM信號并施加到逆變電路上??刂破魍ㄟ^控制逆變電流功率晶體管的通斷時間和順序,改變電機繞組的通電順序和電流大小,從而實現(xiàn)旋振篩無刷直流電機的調速控制。
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