基于矩角控制的PMSM伺服系統(tǒng)仿真與設(shè)計
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4 仿真與實驗結(jié)果
4．1 仿真結(jié)果
電動機在高速運行時，由于轉(zhuǎn)動部分具有相當(dāng)大的動能，起動和制動都需要一定的加速和減速時間。步進傳動的突跳過程就需要一定的升速時間，在這段時間內(nèi)，θ逐漸增大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸升高，只要在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到等于步進磁動勢的平均轉(zhuǎn)速時，電動機的動態(tài)角誤差還沒有達到允許的最大值，電動機就不會失步。
在步進運動中，定子電流矢量的運行角度為θs，平均角頻率為ω1，轉(zhuǎn)子運行的角度為θr，角頻率為ω，T與θ有關(guān)，而θ=θs-0r。只要能保證θ總小于允許的最大值，θs既可以恒定的角頻率增加，也可以變化的角頻率增加，前者ω1恒定，屬于恒頻控制；而后者ω1變化，屬于升降頻控制。升降頻控制下速度、位置及轉(zhuǎn)矩仿真曲線如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159425.htm
4．2 實驗結(jié)果
為獲得較大的起動、制動轉(zhuǎn)矩，給電機輸入不同的電流矢量。在第1，3階段，輸入兩倍額定電流，使電機具有很大的加速度，在盡量短的時間內(nèi)達到下一階段，在其他階段輸入額定電流。
第1階段為升速過程，給定子超前轉(zhuǎn)子3步的電流矢量并通以大的電流矢量，使電機以最大加速度加速，并在最短時間內(nèi)達到恒定轉(zhuǎn)速；第2階段為恒轉(zhuǎn)速運行階段，將電機的速度控制在一恒定值。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時，給定子加超前的電流矢量；當(dāng)速度高于設(shè)定轉(zhuǎn)速時，給定子加滯后的電流矢量，這樣就能盡量使電機速度控制在恒定轉(zhuǎn)速；第3階段為減速階段，電機定子的給定電流滯后3步轉(zhuǎn)子的電流矢量，這樣電機以最大加速度進行降速，當(dāng)電機運行到設(shè)定的脈沖數(shù)后，電機將進入低速運行階段；第4階段為低速運行階段。此階段運行速度較低，主要作用是為了減小電機慣性，實現(xiàn)電機最后一個階段的精確定位；第5階段為制動定位階段，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速趨近于零時，為保證定位的精確，令定子磁動勢的位置保持在設(shè)定的目標(biāo)位置上，此時產(chǎn)生復(fù)位轉(zhuǎn)矩Tx，Tx將力圖迫使轉(zhuǎn)子回到提前設(shè)定的位置上，從而實現(xiàn)電機的定位控制。五段速度實驗曲線如圖6所示。
5 結(jié)論
通過對矩角控制下PMSM伺服控制系統(tǒng)的仿真和實驗可知，運用矩角控制理論的PMSM伺服系統(tǒng)具有良好的動態(tài)特性與定位特性，完全可以
滿足現(xiàn)實中對于速度以及定位精度的高要求，同時對于PMSM在高性能控制場合下的應(yīng)用打下堅實的理論與實驗基礎(chǔ)。
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