一般來說,旋振篩設備的單閉環調速系統在采用轉速負反饋和PI調節器后可以使系統穩定運行并實現轉速無靜差,但是單閉環系統不能完整按照需要來控制動態過程的電流或轉矩,滿足不了高動態性能的要求。即使在單閉環系統中加入電流截止負反饋環節,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電流。為帶電流截止負反饋的單閉環調速系統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;當轉速穩定后,讓電流立刻降下來,使轉矩與負載平衡,從而實現穩定運行。
然而,實際情況是旋振篩設備的電流不可能實現跳變,理想情況并不能實現。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。待電機轉速穩定后,利用速度負反饋控制使電機轉速保持穩定。在轉向電機控制系統中,被控對象(轉向電機)的狀態變量是電樞電流和電機轉速。根據現代控制理論,狀態變量反饋的理想控制方案是對每個狀態變量進行反饋控制,通過分別配置各個極點以得到理想的動、靜態特性。因此,本論文在設計旋振篩設備的轉向電機控制系統方案時,采用轉速、電流雙閉環策略以實現被控對象狀態變量的全反饋。外環為速度環,主要起抗負載擾動和穩定轉速的作用;內環為電流環,主要起穩定電流和抗電壓波動的作用。
在旋振篩設備的雙閉環調速系統中,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后送給PWM發生器,后者將產生PWM信號并施加到逆變電路上。控制器通過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,從而實現旋振篩無刷直流電機的調速控制。
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