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希思克淺談直驅電機控制要求及難度

文章來源：東莞希思克傳動科技有限公司    發(fā)布日期：2023-4-8    瀏覽：267次

直驅電機對于控制系統(tǒng)的技術開發(fā)提出了較高的要求，大致上包括以下幾點：

• 由于高速要求，整定時間短(例如焊線機的應用上)，所以控制上一定要在最短的時間內讓電機整定下來;

• 在一些激光加工或者檢測領域，要求運行過程特別平穩(wěn)，不管是速度的波動還是運行的位置誤差都要求較高;

• 針對一些特殊的場景，例如激光或者視覺檢測，則需要具備位置觸發(fā)輸出功能，隨著結構越做越大，例如龍門架構，需要兩個軸帶動同一個平臺，因此在驅動器控制上要實現(xiàn)龍門傳動的功能;

• 針對以上要求，高創(chuàng)CDHD2開發(fā)出了一些對應算法來適應這些應用場景需求，包括非線性HD控制和基于頻域線性響應的HDM控制。

3 HD控制方式

傳統(tǒng)的控制方案一般是串行結構，包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三環(huán)串行結構，這些控制方式有一些固有的誤差難以避免，增加前饋的時候會增加它的超調和整定時間。為此，高創(chuàng)把速度環(huán)和位置環(huán)合二為一，形成了非線性的控制。速度環(huán)與位置環(huán)的合二為一通過增益矩陣的方式來自動適應誤差，根據(jù)系統(tǒng)的誤差和速度來調整增益，實現(xiàn)最小的阻尼，最小的跟蹤誤差，達到最好的整定效果。

直驅電機在高速運動時，不可避免會造成抖動的現(xiàn)象，閉環(huán)抑制震動，發(fā)生初期就要響應抑制它的震動，還有主動阻尼來盡量減少它的震動發(fā)生

4 HDM控制方式

針對一些復雜的控制場景，比如CNC、激光等領域，通常對于過程中的要求比較高，機臺的共振點和機械特性都可能不太一致，基于這樣的情況開發(fā)了HDM的控制方式，該控制方式基于多項式的線性控制方式和頻率響應進行自動調試。

第一步，對機臺系統(tǒng)進行掃頻：給機臺系統(tǒng)注入掃頻電流白噪聲，設置它的掃頻范圍。通過頻率響應就可以得到整個機臺或者機器的帶寬，同時得到它開環(huán)的波特圖，

第二步，建模(FIT Model)：根據(jù)這個頻率響應可以看到系統(tǒng)不同的共振點，就需要軟件來擬合，把實際響應用算法曲線來進行擬合，得到系統(tǒng)機械上的一個模型。然后設置共振點，根據(jù)共振點設置零極點數(shù)目，可以得到擬合后的曲線。擬合后的曲線如圖2所示。

第三步，自動生成控制參數(shù)：根據(jù)擬合后的曲線，一鍵生成對應控制參數(shù)，包括自動添加相應濾波器，然后根據(jù)閉環(huán)特性及實際效果進行微調，從而得到最好或者最優(yōu)化的控制。調試時應盡量避免不穩(wěn)定的區(qū)域，既要提高穩(wěn)定性，又需提高帶寬。

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