Šiuolaikinė kontrolės strategija
Tradicinė kintamosios srovės servo variklio pavaros valdymo strategija dažniausiai naudojama su sąlyga, kad nustatomas kontroliuojamas objekto modelis, nesikeičia ir yra tiesinis, o veikimo sąlygos ir veikimo aplinka yra nustatomos pastovios. Tačiau dinaminis nuolatinio magnetinio magnetinio sinchroninio variklio matematinis modelis yra netiesinis, stipriai sujungtas, laiko kintantis daugiamatis sistema. Didelių eksploatacinių charakteristikų reikalavimų atveju reikia atsižvelgti į įvairius netiesinius efektus, objekto struktūros ir parametrų pokyčius ir veiklos aplinkos pokyčius. Ir įvairūs ir neaiškūs veiksniai, pavyzdžiui, aplinkos sutrikimai. Šiuolaikinės kontrolės teorijos plėtra ir taikymas tam tikru mastu kompensuoja klasikinės kontrolės teorijos trūkumus su laiko kintančia netiesine stochastine sistema.
(1) Tiesioginis sukimo momento valdymas
Tiesioginės sukimo momento kontrolės teorija yra aukštos kokybės AC variklio valdymo strategija, kurią pasiūlė profesorius M. depenbrock iš Vokietijos Ruhro universiteto ir Japonijos mokslininkas i.takahash 1980-aisiais. Kontrolės strategija taip pat grindžiama tiksliu kontroliuojamo objekto matematika. Modelis, bet skirtingai nuo vektoriaus valdymo, analizuoja kintamosios srovės variklio matematinį modelį tiesiogiai statoriaus koordinačių sistemoje be sudėtingų koordinatinių transformacijų. Priimta statoriaus lauko orientacija, nereikia atsiejimo srovės, o sukimo momento ir srauto jungtis tiesiogiai valdo dviejų padėčių 砰砰 valdiklis, kuris vengia statoriaus srovės skilimo į sukimo momento ir sužadinimo komponentus ir tiesiogiai valdo perjungimo būseną. keitiklis. Geras valdymas, sutelkiant dėmesį į greitą sukimo momento atsaką, kad būtų pasiektas didelis dinaminis sukimo momentas. Tiesioginio sukimo momento valdymo lauko orientacija naudoja statoriaus srauto jungtį, kuriai įtakos neturi rotoriaus parametrai. Tol, kol yra žinomas statoriaus atsparumas, jis gali būti pastebėtas ir nėra jautrus variklio parametrams.
Tiesioginio sukimo momento valdymo technologija sėkmingai taikoma indukcinio variklio inverterio valdymo srityje, o abb pradėjo keletą produktų. Tačiau, naudojant nuolatinio magneto sinchroninį variklį, vis dar yra tam tikrų tiesioginio sukimo momento valdymo problemų. Tiesioginis sukimo momento valdymas naudoja magnetinės grandinės histerezę, o variklio sukimo momentas pulsuoja, o tai tiesiogiai veikia variklio veikimo lygumą. Tiesioginiam sukimo momento valdymui reikia stebėti srauto jungtį ir sukimo momentą. Tikslumas yra silpnas esant mažam greičiui, dėl to variklis veikia blogai ir mažas variklio greičio diapazonas. Dėl mažo variklio induktyvumo, srovės smūgis yra didelis, kai variklis įsijungia, o apkrova keičiasi, o srauto jungtis ir sukimo momentas yra dideli. Be to, kadangi variklio stovėjimo metu negalima nustatyti pradinės srauto jungties padėties, variklį sunku paleisti. Nors kai kurie mokslininkai namuose ir užsienyje pastaraisiais metais bandė ir patobulino nuolatinio magneto sinchroninio variklio tiesioginio sukimo momento valdymo strategiją, šią kontrolės schemą sunku atitikti AC servo pavaros technologijos reikalavimus.
(2) Slankiojo režimo kintamos struktūros valdymas
Kintamos struktūros valdymas priklauso netiesinio valdymo kategorijai, o jo nelinijiškumas pasireiškia kaip kontrolės nepertraukiamumas, ty perjungimo charakteristika, kuri keičia sistemos „struktūrą“. Slankiojo režimo kintamos struktūros valdymui nereikia žinoti sistemos matematinio modelio. Jam reikia suprasti tik apytikslį sistemos parametrų ir jų pakeitimų diapazoną, kad kintamos struktūros valdymas pasiektų greito reagavimo, nejautrumo parametrams ir trikdžių pokyčiams privalumus, taip pat nereikalaujant identifikavimo internete ir dizaino. Funkcija sumažinti užsakymą ir atsiejimą, kai sistema patenka į slankiojo režimo būseną, sistemos būsenos perkėlimas nebeturi įtakos pradiniams parametrų pokyčiams ir sistemos išoriniams trikdžiams, bet yra priverstas stumti šalia jungiklio plokštumos , su visišku prisitaikomumu ir tvirtumu, todėl slankiojo režimo valdymas sėkmingai taikomas nuolatinio magneto sinchroninio variklio servo sistemoje. Tačiau dėl bang-bang valdymo, chattering problema neišvengiamai kyla, o chattering problema yra didelė problema plačiai taikant slankiojo režimo kintamos struktūros valdymą. Šiuo metu kintamosios srovės servo variklio sistemoje, keičiant slankiojo režimo struktūrą, pvz., Didelio užsakymo slankiojamojo režimo struktūrą ir filtravimo procesą, tam tikru mastu yra išspręsta slankiosios būsenos kintamos struktūros valdymo sukelta chattering problema.
(3) Adaptyvi kontrolė
Adaptuojančią kontrolę 1950-ųjų pradžioje pasiūlė Golcl-well. Ji sujungia grįžtamojo ryšio kontrolę su identifikavimo teorija ir siūlo valdomo objekto charakteristikų pokyčių įtaką sistemai, dreifą ir aplinkos trikdžius, arba kai nėra daug kontroliuojamo proceso parametrų arba šie parametrai veikia normaliai. Pakeitimai, ypač kai yra lėtieji kintamieji, optimizuojami ieškant tam tikrų veiklos rodiklių, kad užbaigtumėte valdomo objekto koregavimą.
Šiuo metu valdymui taikomi adaptyvieji metodai yra modelio nuorodos adaptyvus, parametrų identifikavimo savikontrolės valdymas ir įvairios naujai sukurtos netiesinės adaptyviosios kontrolės priemonės. Modelio pritaikomojo valdymo sistema nereikalauja tikslaus matematinio valdymo objekto modelio ir nereikalauja parametro identifikavimo. Pagrindinė problema yra sukurti adaptyvų parametrų reguliavimo įstatymą, kad būtų užtikrintas sistemos stabilumas, o klaidos signalas artėja prie nulio. Pagrindinis privalumas yra tai, kad jį lengva įdiegti ir greitai. Tačiau yra tam tikrų problemų, susijusių su adaptyviu algoritmu, pavyzdžiui, matematiniu modeliu ir sudėtingu veikimu, kuris apsunkina valdymo sistemą. Pavyzdžiui, parametrų identifikavimas ir taisymas trunka tam tikrą laiką. Sistemose, kuriose parametrai pasikeičia greičiau, valdymo našumą labai veikia sistemos skaičiavimo greitis. Taikomosios sistemos aparatinė įranga turi būti aukšta kintamosios srovės servo pavaroje, kurią paprastai diegia 32 bitų skaitmeninis signalo procesorius (DSP) arba lauko programuojamo vartų masyvas (FPGA).
(4) Netiesinė grįžtamojo ryšio linearizavimo kontrolė
Grįžtamojo ryšio linearizavimas yra netiesinis valdymo projektavimo metodas. Pagrindinė idėja yra konvertuoti netiesinį sistemos algebrą į (visą ar dalį) linijinę sistemą, kad būtų galima taikyti linijinės sistemos įgūdžius. Pagrindinis skirtumas tarp jos ir paprasto linearizacijos yra tai, kad grįžtamojo ryšio linearizacija nėra gaunama tiesiniu linijiniu sistemos suderinimu, bet valstybės perėjimu ir grįžtamąja informacija. Pastaraisiais metais teorinių netiesinių valdymo sistemų tyrimų rezultatai rodo, kad netiesinės būklės grįžtamasis ryšys ir tinkama koordinatės transformacija gali būti panaudota tiksliai linijuoti afininę netiesinę sistemą tam tikromis sąlygomis, ir ši būklės grįžtamoji informacija gali garantuoti valdymo sistemą. Stabilumas ir gera dinaminė kokybė. Remiantis tiksliu grįžtamojo ryšio linearizacijos valdymo metodu, sukurtas linijinis nuolatinio magneto sinchroninio variklio valdymo modelis. Po grįžtamojo ryšio linearizacijos valdymo galima realizuoti d ir q ašių atjungimo valdymą, srovės stebėjimo efektyvumas yra geras, o sukimo momento atsakas yra greitas. Greičio pakopos atsakas gali palaipsniui susivienyti į tam tikrą reikšmę, be statinio skirtumo, mažo viršijimo ir trumpo perėjimo proceso.
(5) Pažangios kontrolės strategija
Klasikinės ar modernios kontrolės strategijos remiasi variklio matematiniu modeliu ir iš esmės nesprendžia sudėtingų ir neapibrėžtų sistemų valdymo problemų. Pažangios kontrolės strategija turi netiesines charakteristikas ir gali išspręsti sudėtingesnių valdymo objektų, aplinkos ir užduočių sistemas. Pažangi kontrolė atsikrato priklausomybės nuo kontroliuojamo objekto modelio ir valdo tik pagal faktinį efektą. Kontrolėje galima išspręsti sistemos neapibrėžtumą ir netikslumą.
Pažangios kontrolės strategijos apima „fuzzy“ valdymą, nervų tinklo valdymą, ekspertų sistemos valdymą ir patikimą kontrolę bei genetinį algoritmo valdymą. Fuzzy valdymo ir nervų tinklo valdymo strategijos yra brandžios taikant nuolatinio magnetinio sinchroninio variklio servo sistemą.
(6) Apytikslė kontrolė
Apytikslė kontrolė - tai kompiuterinė skaitmeninė kontrolė, pagrįsta fuzzy agregacija, fuzzy lingvistiniais kintamaisiais ir fuzzy logika. Apytikslė kontrolė suvienija matematiką ir neryškumą, o teorinius pagrindus naudoja fuzzy rinkinius, fuzzy lingvistinius kintamuosius ir fuzzy argumentus, ty naudojant „fuzzy“ rinkinius, apibūdinančius žmonių kasdien naudojamų sąvokų dviprasmiškumą, turint išankstines žinias ir ekspertų patirtį kaip kontrolės taisykles. Naudojant mašinų modeliavimą, norint valdyti sistemą, galima realiai imituoti kontrolės patirties ir metodo fuzzy kontrolę kvalifikuotiems operatoriams ir ekspertams.
Apytikslė argumentacija nepriklauso nuo tikslių matematinių modelių. Pagal faktinės sistemos įvesties ir išvesties duomenis sistema gali būti valdoma realiu laiku, atsižvelgiant į lauko operatorių veiklos patirtį. Todėl jis yra tinkamas netiesinių sistemų valdymo problemų sprendimui; Geras lipnumas ir stiprus prisitaikymas, tinkamas laikui ir laikui bėgant. Tačiau fuzzy kontrolės savarankiško mokymosi gebėjimas nėra stiprus, o projektavimo kontrolės taisyklės priklauso nuo patirties ir ekspertų žinių, dėl kurių sistema gali būti netiksli. Paprastai taikant fuzzy kontrolės strategiją reikia daugiau kontrolės taisyklių, reikalauja daug darbuotojų patirties, o kontrolės tikslumas yra palyginti mažas. Fuzzy valdymo technologija buvo gerai pritaikyta projektuojant AC servo variklio sistemos srovės reguliatorių ir greičio reguliatorių. Tačiau servo sistemoje su dideliais dinaminiais reikalavimais technologija vis dar turi būti tobulinama.
(7) Neuronų tinklo valdymas
Neuronų tinklo tyrimas prasidėjo 1940-ųjų pradžioje. Devintajame dešimtmetyje neuronų tinklo teorija padarė proveržį ir tapo svarbia intelektinės kontrolės dalimi.
Neuronų tinklas - tai informacijos apdorojimo sistema, imituojanti žmogaus kaukolės nervų struktūrą ir funkciją inžineriniais metodais. Neuroninio tinklo valdymas įterpia skaičiavimo funkciją į fizinį tinklą. Apskaičiavimo procese kiekviena pagrindinė operacija su ja susijusi. Neuronų tinklo modelis imituoja žmogaus smegenų neuronų veiklos procesą, įskaitant informacijos apdorojimą, apdorojimą ir saugojimą. Kiekvienas neuronas saugo dalį įvairios informacijos turinio, o kai kurie neuronų pažeidimai ir informacijos sunaikinimas tik dalinai susilpnina tinklą. Neuronų tinklas turi informacijos platinimo saugojimo, lygiagrečiojo apdorojimo, netiesinio aproksimavimo, savarankiško mokymosi ir savęs organizavimo galimybes. Jis gali visiškai suderinti savavališkai sudėtingas netiesines sistemas ir mokytis bei prisitaikyti prie dinamiškų sunkių sistemų. Tvirtumas, gebėjimas imituoti žmogaus įvaizdžio mąstymą, tinka spręsti sistemas, kurias sunku apibūdinti modeliais ar taisyklėmis. Pastaraisiais metais žmonės pradėjo bandyti taikyti neuronų tinklo valdymo technologiją (arba dirbtinį intelektą ai) kintamosios srovės variklio pavaros valdymo sistemoms, kad būtų išspręstos problemos, kurias sunku išspręsti tradiciniais metodais. Naudojant ai reguliavimo sistemą, yra geros triukšmo slopinimo charakteristikos, paklaidos tolerancijai ir mastelio keitimui ir yra patikimos parametrams. Tai yra svarbi būsimos variklio valdymo technologijos plėtros kryptis.
Aukštos kokybės AC servo valdymo technologijų plėtros tendencija
Servo sistema, pagrįsta nuolatinio magneto sinchroniniu varikliu, yra servo valdymo kryptis. Nors yra daug būdų, kaip įdiegti kintamosios srovės serverio valdymą, vis dar yra problemų, pvz., Mažas sistemos tikslumas, prasta patikimumas ir mažas greitis.
Nesvarbu, ar tai yra tradicinė kontrolės strategija, moderni kontrolės strategija, ar protinga kontrolės strategija, kiekviena kontrolės strategija turi savo privalumų, tačiau tuo pat metu yra tam tikrų problemų. Sunku pasiekti idealų kontrolės poveikį iš vienos kontrolės strategijos. Tai yra aukštos kokybės AC servo valdymo technologijos plėtros kryptis ateityje ištirti, kaip įsiskverbti ir sujungti įvairias valdymo strategijas, kad būtų galima geriau pagerinti servo sistemos valdymą. Šiuo metu sudėtinėje kontrolės strategijoje daugiausia yra dvi formos: viena - priimti naują kontrolės strategiją, pagrįstą klasikiniu pid kontrolės strategija, pvz., „Fuzzy pid control“, „neural network pid control“, ekspertų „pid“ valdymu ir pan .; antra, patvirtinkite dvi ar daugiau naujų tipų kontrolės strategijas, pvz., „fuzzy“ neuroninio tinklo kontrolę, adaptyvų „fuzzy“ valdymą, „fuzzy“ tiesioginį sukimo momento valdymą, adaptyvų „fuzzy“ valdymą, tiesioginio sukimo momento slankiojo režimo kintamos struktūros valdymą ir kt. kintamosios srovės greičio kontrolės sistemos veikimas ir tuo pat metu yra stipresnis. Kompozicinė kontrolės strategija tapo dabartinių mokslinių tyrimų ir svarbios ateities plėtros tendencija.
Išvada
Pavyzdžiui, nuolatinio magneto sinchroninio variklio sistema, pagrindiniai principai, pranašumai ir trūkumai tradicinėje kontrolės strategijoje, modernios valdymo strategijos ir pažangiosios valdymo strategijos AC servo variklių sistemoje yra aprašyti atskirai, o aukštos kokybės AC servo variklio sistemos valdymo technologija prognozuojama. Plėtros tendencija nurodo, kad tai yra tradicinė kontrolės strategija, moderni kontrolės strategija arba protinga kontrolės strategija, kiekviena kontrolės strategija turi savo privalumų, tačiau tuo pat metu yra tam tikrų problemų. Sunku pasiekti idealų kontrolės poveikį iš vienos kontrolės strategijos. Tai yra aukštos kokybės AC servo valdymo technologijos plėtros kryptis ateityje ištirti, kaip įsiskverbti ir sujungti įvairias valdymo strategijas, kad būtų galima geriau pagerinti servo sistemos valdymą.
