随着现代工业的发展和对驱动系统性能要求的不断提高,交流伺服系统已逐步进入了数字化和智能化的阶段。全数字交流伺服系统具有很强的灵活性,实现新的控制策略只需改动软件即可,大大方便了各种智能控制算法的实现。 交流伺服系统受机械参数变化影响较大,若不及时进行调整,会使控制系统性能变坏,出现震荡、爬行以及动静态性能变差等一系列问题。这里的机械参数主要是指系统的转动惯量(包括电机转子转动惯量和负载的转动惯量)和负载转矩两部分。 永磁同步电机在伺服系统应用中,负载转动惯量的变化往往比较大,这会对系统的机械特性造成明显的影响。若能使系统自身具有辨识转动惯量,并根据辨识值进行自我调整控制器参数的功能,那么这无疑将对交流伺服系统的应用有着非常重要的意义。本文对电机转动惯量的一些辨识方法进行了初步研究,并对其中的自适应辨识和速度环自整定算法作了仿真和实验研究。 负载转矩的变化对系统性能的影响也非常明显,需要在线进行动态补偿。但负载转矩同转动惯量一样,也是一个很难直接测量的非电物理量,需进行在线辨识。本文构建了一个负载转矩辨识观测器,将观测到的值动态的补偿到速度环中,有效提高了速度环抗扰性能,增强了系统鲁棒性。 在以上结论的基础上,本文对伺服系统的三闭环控制性能进行了进一步的实验研究,并给出了软件设计方法和实验结果,最后对全文进行了总结。