Stratégie de contrôle de l'entraînement par servomoteur AC
Le modèle de servomoteur à courant alternatif représenté par un moteur synchrone à aimants permanents est un système non linéaire fortement couplé et variant dans le temps. La stratégie de contrôle étant complexe, les performances du système d'asservissement en courant alternatif sont directement liées à la stratégie de contrôle qu'il adopte. Une excellente stratégie de contrôle peut non seulement compenser le manque de conception matérielle, mais également améliorer encore les performances du système. La stratégie de contrôle joue un rôle essentiel dans le servo alternatif. Les exigences de la stratégie de contrôle du système d'asservissement AC hautes performances peuvent être résumées comme suit: non seulement le système a une réponse dynamique rapide, une précision dynamique et statique élevée, mais il est également insensible aux changements de paramètres et aux perturbations.
La stratégie de contrôle du moteur synchrone à aimant permanent représentatif correspond à la stratégie de contrôle traditionnelle représentée par le contrôle du rapport de tension constante en boucle ouverte vitesse (u / f = constant), le contrôle classique pid, le contrôle orienté champ (contrôle vectoriel) et le couple direct. . Le contrôle, le contrôle de structure variable en mode coulissant, le contrôle adaptatif, la théorie de linéarisation à rétroaction non linéaire, etc. représentent les stratégies de contrôle modernes et le contrôle intelligent représenté par le contrôle flou et le contrôle de réseau neuronal.
Stratégie de contrôle traditionnelle
(1) Contrôle du rapport de tension constante
La régulation du rapport tension / fréquence constante avec compensation de la chute de tension du stator garantit que le flux de l'entrefer du moteur synchrone est constant et la fréquence de réglage permet de modifier de manière synchrone la vitesse de rotation du moteur. Cette stratégie de contrôle consiste en un contrôle en boucle ouverte, qui contrôle uniquement le flux d'entrefer du moteur, ne peut pas ajuster le couple et est sujet à des problèmes tels que l'oscillation du rotor et le déphasage. Dans le même temps, étant donné que le contrôle du rapport tension / fréquence constante est basé sur le modèle du moteur en régime permanent, ses performances de contrôle dynamique ne sont pas élevées et il ne convient pas aux occasions de contrôle de servomoteur nécessitant des performances élevées.
Pour obtenir de bonnes performances dynamiques, il doit être basé sur le modèle mathématique dynamique du moteur. Le modèle mathématique dynamique du moteur synchrone à aimant permanent alternatif est un système multivariable non linéaire, fortement couplé et variant dans le temps. Pour obtenir de bonnes performances de contrôle, le contrôle de découplage de la vitesse angulaire et du courant est requis, c'est-à-dire la technologie de contrôle vectoriel.
(2) Contrôle pid classique
Le contrôleur pid utilise les fonctions proportionnelle, intégrale et différentielle pour calculer l'erreur de contrôle afin de contrôler l'objet contrôlé. Le contrôleur pid est actuellement le régulateur le plus largement utilisé. Il présente les avantages suivants: structure simple, bonne stabilité, fonctionnement fiable et réglage pratique. Il a toujours été l’une des technologies principales du contrôle industriel et peut satisfaire la plupart des applications de servocommande.
Cependant, le mode de commande de réglage pid à trois boucles du moteur synchrone classique à courant alternatif pose toujours quelques problèmes. Par exemple, l'ajustement des paramètres du régulateur est fastidieux, l'erreur est importante et la dépendance à l'égard du modèle de système et des paramètres est forte. Dans certaines applications de haute précision, il est très difficile de répondre aux exigences du système.
(3) Contrôle de l'orientation du champ magnétique (id = 0)
La commande vectorielle est construite sur le modèle mathématique précis de l'objet contrôlé, de sorte que la commande du moteur à courant alternatif est contrôlée par la commande d'état stable macroscopique externe à la commande transitoire du processus électromagnétique à l'intérieur du moteur. La commande vectorielle transforme la variable non linéaire du couplage complexe à l'intérieur du moteur alternatif en une variable continue (courant, couplage de flux, tension, etc.) dont le système de coordonnées relatif est stationnaire par transformation de coordonnées, réalise la commande de découplage approximative et trouve la contrainte. condition pour obtenir un certain résultat La stratégie de contrôle optimale de la cible, id = 0, est une stratégie de contrôle spécifique de la lutte antivectorielle. Le découplage du courant dans l'axe transversal du moteur synchrone à aimant permanent est réalisé dans le système de coordonnées du rotor. En raison de l'existence des boucles id et iq à double courant, le moteur est fabriqué. Le courant iq suit dynamiquement la référence de couple du système (te = ktiq, kt est le coefficient de couple du moteur) pour réaliser la commande de couple électromagnétique du moteur. Cette stratégie de contrôle permet au système moteur d’avoir une meilleure linéarité du couple de sortie et un couple linéaire maximal. Dans le même temps, puisque tous les courants sont utilisés pour générer un couple électromagnétique, la capacité de surcharge du moteur peut être pleinement utilisée pour améliorer la vitesse de démarrage et de freinage du moteur et le moteur offre d'excellentes performances de démarrage et de freinage.
La technologie de contrôle des vecteurs a connu plus de 20 ans de recherche et de perfection, et ses performances dans le système de contrôle de la vitesse sont excellentes. Que ce soit à basse vitesse (mode de contrôle de couple constant) ou à haute vitesse (mode de contrôle de puissance constante), ses caractéristiques anti-interférence Tant les caractéristiques de freinage que les caractéristiques de vitesse constante respectent ou dépassent le système de contrôle de vitesse CC. Cependant, le modèle de contrôle vectoriel et l'algorithme sont plus compliqués. Il est nécessaire d'effectuer une transformation de coordonnées lors de la mise en œuvre. Il est difficile d’assurer le découplage complet de la tension et du courant du système moteur dans les axes direct et croisé, ce qui affectera la dynamique et le rendement du système moteur.
