Kaasaegne kontrollistrateegia
Traditsioonilist vahelduvvoolu servomootori juhtimisstrateegiat kasutatakse enamasti tingimusel, et kontrollitud objekti mudel on kindlaks määratud, ei muutu ja on lineaarne ning töötingimused ja töökeskkond on määratud konstantseks. Vahelduva püsimagneti sünkroonmootori dünaamiline matemaatiline mudel on aga mittelineaarne, tugevalt seotud ajaga varieeruv mitmemõõtmeline süsteem. Kõrge jõudlusnõuete puhul tuleb arvestada erinevate mittelineaarsete mõjude, objekti struktuuri ja parameetrite muutustega ning muutustega töökeskkonnas. Ja aeg-ajalt erinevad ja ebakindlad tegurid nagu keskkonnahäired. Kaasaegse kontrolliteooria arendamine ja rakendamine katab mõningal määral klassikalise kontrolli teooria puudused aja muutuva mittelineaarse stohhastilise süsteemiga.
(1) Otsene pöördemomendi kontroll
Otsene pöördemomendi kontrolli teooria on suure jõudlusega vahelduvvoolumootori juhtimisstrateegia, mille pakkusid välja professor M. depenbrock Saksa Ruhri Ülikoolist ja Jaapani teadlane i.takahash 1980ndatel. Kontrollistrateegia põhineb ka kontrollitava objekti täpsel matemaatikal. Mudel, kuid erinevalt vektori juhtimisest, analüüsib vahelduvvoolumootori matemaatilist mudelit otse staatori koordinaatide süsteemis ilma keerukate koordinaatide muundamisteta. Staatorivälja orientatsioon on vastu võetud, ei ole vaja lahutusvoolu ning väändemomenti ja voolu sidet reguleeritakse otseselt kahe asendi 砰砰 juhtimisega, mis väldib staatori voolu lagunemist pöördemomendi ja ergastusosadeks ning kontrollib otseselt lülitusolekut muundur. Hea juhtimine, keskendudes pöördemomendi kiirele reageerimisele pöördemomendi suure dünaamilise jõudluse saavutamiseks. Otsese pöördemomendi reguleerimisvälja orientatsioon kasutab staatori voolu sidet, mida rootori parameetrid ei mõjuta. Niikaua kui staatori vastupanu on teada, võib seda jälgida ja see ei ole mootori parameetrite suhtes tundlik.
Otsese pöördemomendi juhtimise tehnoloogia on edukalt rakendatud induktsioonmootori inverterjuhtimise valdkonnas ja abb on käivitanud rea tooteid. Püsimagneti sünkroonmootori rakendamisel esineb siiski mõningaid probleeme otsese pöördemomendi juhtimisel. Otsene pöördemomendi kontroll kasutab magnetilise keti hüstereesi ja mootori pöördemoment on pulseeriv, mis mõjutab otseselt mootori sujuvust. Otsene pöördemomendi reguleerimine peab jälgima voolu sidet ja pöördemomenti. Täpsus on madalatel kiirustel halb, mille tulemuseks on halb mootori jõudlus ja väike mootori kiirus. Mootori väikese staatori induktiivsuse tõttu on mootori käivitumisel ja koormuse muutumisel voolutugevus suur ning voolu ja pöördemomendi pulsatsioon on suur. Lisaks, kuna vooluühenduse algset asendit ei ole võimalik hinnata, kui mootor seisab, on mootorit raske käivitada. Kuigi mõned teadlased kodus ja välismaal on viimastel aastatel püüdnud ja püsiva magnetiga sünkroonmootori otsest pöördemomendi reguleerimise strateegiat parandanud, on see juhtimisskeem AC-servomootorite tehnoloogia nõuetele keeruline.
(2) Liugrežiimi muutuva struktuuriga juhtimine
Muutuva struktuuriga juhtimine kuulub mittelineaarse kontrolli kategooriasse ja selle mittelineaarsus ilmneb kontrolli katkematusena, st lülitusomadusena, mis muudab süsteemi "struktuuri". Liugrežiimi muutuva struktuuriga juhtimine ei pea teadma süsteemi matemaatilist mudelit. See peab mõistma ainult süsteemi parameetrite ja nende muutuste ligikaudset valikut, nii et muutuva struktuuriga juhtelementidel on kiire reageerimise eelised, tundlikkuse puudumine parameetrite ja häirete muutuste suhtes ning puudub vajadus võrgu tuvastamiseks ja kujundamiseks. Järjestuse vähendamise ja lahtisidumise funktsiooniga, kui süsteem siseneb liugurežiimi olekusse, ei mõjuta süsteemi oleku ülekanne enam algseid parameetrimuutusi ja süsteemi väliseid häireid, vaid on sunnitud libistama lülitusseadme lähedal , täieliku ise kohandatavuse ja vastupidavuse tõttu on liugrežiimi juhtimine edukalt rakendatud püsimagneti sünkroonmootori servosüsteemis. Kuid bang-bang-kontrolli tõttu tekib paratamatult probleemi tekitamisprobleem ja chattering-probleem on peamine raskus liugurežiimi muutuva struktuuriga juhtimise laialdasel rakendamisel. Praegu on vahelduvvoolu servomootorisüsteemis libisemisrežiimi struktuuri muutmise kaudu, nagu näiteks suure järjestusega liugurežiimi struktuuri ja filtreerimisprotsessi kasutamine, libisemisrežiimi muutuva struktuuriga juhtimise põhjustatud vestlusprobleem teatud määral lahendatud.
(3) Kohanduv kontroll
Adaptiivset kontrolli pakkus Golcl-kaev 1950. aastate alguses. See ühendab tagasiside kontrolli identifitseerimise teooriaga ning teeb ettepaneku kontrollida kontrollitava objekti omaduste muutusi, triivi ja keskkonna häirimist süsteemis või kui kontrollitud protsessi parameetreid ei ole, või need parameetrid on normaalses töös. Muudatused, eriti aeglasete muutujate puhul, optimeeritakse, kontrollides teatud tulemusnäitajaid kontrollitava objekti reguleerimise lõpetamiseks.
Praegu kontrollimiseks kasutatavad adaptiivsed meetodid on mudeli viitega adaptiivne, parameetrite identifitseerimise eneskorrektsioonikontroll ja erinevad hiljuti väljatöötatud mittelineaarsed adaptiivsed kontrollid. Model referents-adaptiivne juhtimissüsteem ei nõua kontrollobjekti täpset matemaatilist mudelit ega vaja parameetrite identifitseerimist. Põhiprobleem on kujundada adaptiivne parameetrite reguleerimise seadus, et tagada süsteemi stabiilsus, tehes vigasignaali nullini. Peamine eelis on see, et seda on lihtne rakendada ja kiire. Siiski on adaptiivses algoritmis mõned probleemid, nagu näiteks matemaatiline mudel ja tülikas toiming, mis raskendab juhtimissüsteemi. Näiteks võtavad parameetrite identifitseerimine ja korrigeerimine aega. Kiiremate parameetrite muutustega süsteemide puhul mõjutab süsteemi jõudlus suuresti süsteemi arvutuskiirust. Rakendussüsteemi riistvara peab olema AC servoajamiga kõrge, mida tavaliselt rakendab 32-bitine digitaalne signaaliprotsessor (DSP) või välja programmeeritav väravahemik (FPGA).
(4) Mittelineaarne tagasiside linearizatsioon
Tagasiside linearizatsioon on mittelineaarne kontrollimise meetod. Põhiidee on muuta mittelineaarne süsteemi algebra lineaarseks süsteemiks (kogu või osa) nii, et lineaarse süsteemi oskusi saab rakendada. Põhiline erinevus selle ja tavalise lineaarsuse vahel on see, et tagasiside lineaarsust ei saavutata süsteemi lineaarse lähendamisega, vaid riigi üleminekuga ja tagasisidega. Viimastel aastatel näitavad mittelineaarsete juhtimissüsteemide teoreetilised uuringud, et mittelineaarset tagasisidet ja sobivat koordinaatide muundamist saab kasutada afiinse mittelineaarse süsteemi täpseks linearierimiseks teatud tingimustel ning see tagasiside võib tagada kontrollisüsteemi. Stabiilsus ja hea dünaamiline kvaliteet. Täpse tagasiside linearizatsioonikontrolli meetodi alusel luuakse püsimagneti sünkroonmootori lineaarselt kontrollmudel. Pärast tagasiside lineaarsuse juhtimist saab realiseerida d ja q telgede lahtisidumise kontrolli, praegune jälgimise jõudlus on hea ja pöördemomendi vastus on kiire. Kiirusetapi vastus võib järk-järgult läheneda antud väärtusele ilma staatilise erinevuse, väikese ületamise ja lühikese üleminekuprotsessita.
(5) Arukas kontrollistrateegia
Klassikalised või kaasaegsed kontrollistrateegiad tuginevad mootori matemaatilisele mudelile ega käsitle põhjalikult keeruliste ja ebakindlate süsteemide kontrollprobleeme. Intelligentsel juhtimisstrateegial on mittelineaarsed omadused ja see suudab lahendada keerukamate juhtobjektide, keskkondade ja ülesannetega süsteeme. Intelligentne juhtimine vabaneb sõltuvusest kontrollitud objekti mudelist ja kontrollib ainult tegelikku mõju. Juhtimises saab lahendada süsteemi ebakindluse ja ebatäpsuse.
Intelligentsete juhtimisstrateegiate hulka kuuluvad fuzzy kontroll, närvivõrgu juhtimine, ekspertide süsteemi juhtimine ning tugev kontroll ja geneetiline algoritmide juhtimine. Fuzzy juhtimis- ja närvivõrgu juhtimisstrateegiad on kestva magnetilise sünkroonmootori servosüsteemi rakendamisel küpsed.
(6) Fuzzy kontroll
Fuzzy kontroll on teatud arvuline arvjuhtimine, mis põhineb fuzzy agregatsioonil, fuzzy lingvistilistel muutujatel ja fuzzy loogilisel mõtlemisel. Fuzzy juhtimine ühendab matemaatikat ja hägusust ning kasutab oma teoreetilise baasina fuzzy komplekte, fuzzy keelelisi muutujaid ja fuzzy mõtteviisi, st fuzzy komplekti kasutamist, et kirjeldada inimeste igapäevaseks kasutatavate mõistete ebaselgust. kasutades süsteemi simuleerimist süsteemi realiseerimiseks, võib reaalselt jäljendada kvalifitseeritud operaatorite ja ekspertide kontrolli kogemust ja meetodit.
Fuzzy arutluskäik ei sõltu täpsetest matemaatilistest mudelitest. Vastavalt tegeliku süsteemi sisend- ja väljundandmetele saab süsteemi reaalajas juhtida, võttes arvesse põllu käitajate töökogemust. Seetõttu sobib see mittelineaarsete süsteemide kontrollprobleemide lahendamiseks; Hea kleepuvus ja tugev kohanemisvõime, mis sobib aja- ja viivitussüsteemidega. Siiski ei ole fuzzy kontrolli enda õpivõime tugev ja disainikontrolli reeglid sõltuvad kogemustest ja ekspertteadmistest, mis võib põhjustada süsteemi ebatäpsuse. Lihtsalt fuzzy juhtimisstrateegia vastuvõtmine nõuab rohkem kontrollieeskirju, nõuab personali palju kogemusi ja kontrolli täpsus on suhteliselt madal. Fuzzy juhtimistehnoloogia on hästi rakendatud vahelduvvoolu servomootori süsteemi voolu regulaatori ja kiiruse regulaatori projekteerimisel. Kuid kõrge dünaamiliste nõudmistega servosüsteemis tuleb tehnoloogiat veelgi parandada.
(7) Neuraalse võrgu juhtimine
Neuraalide võrgustiku uurimine algas 1940. aastate alguses. 1980. aastatel tegi närvivõrgu teooria läbimurde ja sai oluliseks intelligentse kontrolli allikaks.
Närvivõrk viitab infotöötlussüsteemile, mis simuleerib inimese kraniaalnärvide struktuuri ja funktsiooni insenertehnikate abil. Närvivõrgu juhtimine kinnitab arvutusfunktsiooni füüsilisse võrku. Arvutamisprotsessis on iga põhitoiminguga sellega seotud seos. Närvivõrgu mudel simuleerib inimese aju neuronite aktiivsust, sealhulgas informatsiooni töötlemist, töötlemist ja säilitamist. Iga neuron salvestab osa mitmesuguse informatsiooni sisust ning mõned neuronite kahjustused ja informatsiooni hävitamine toovad kaasa ainult võrgu osalise nõrgenemise. Närvivõrgul on info levitamise salvestamise eelised, paralleelne töötlemine, mittelineaarne lähendamine, iseõppimine ja enesekorraldusvõime. See võib täielikult ühtlustada suvaliselt keerukaid mittelineaarseid süsteeme ning võib õppida ja kohaneda tugevalt ebakindlate süsteemide dünaamiliste omadustega. Usaldusväärsus, mille abil on võimalik simuleerida inimeste kujutise mõtlemist, sobib selliste süsteemidega tegelemiseks, mida on raske kirjeldada mudelite või reeglitega. Viimastel aastatel on inimesed hakanud püüdma rakendada närvivõrgu juhtimistehnoloogiat (või tehisintellekti ai) vahelduvvoolumootori juhtimissüsteemidele, et lahendada probleeme, mida on traditsiooniliste meetoditega raske lahendada. Ai reguleerimissüsteemi kasutamisel on head müra summutamise omadused, tõrketaluvus ja mastaapsuse määr ning need on parameetrite suhtes tugevad. See on tuleviku mootori juhtimistehnoloogia oluline arengusuund.
Kõrge jõudlusega AC servo juhtimise tehnoloogia arendamise suundumus
Püsimagneti sünkroonmootoril põhinev servosüsteem on servo juhtimise arendamise suund. Kuigi vahelduvvoolu servo juhtimise rakendamiseks on palju meetodeid, on ikka veel probleeme, nagu näiteks süsteemi madal täpsus, halb töökindlus ja madal kiirus.
Olenemata sellest, kas tegemist on traditsioonilise kontrollistrateegiaga, kaasaegse kontrollistrateegiaga või aruka kontrollistrateegiaga, on igal kontrollistrateegial oma eelised, kuid samal ajal esineb mõningaid probleeme. Ideaalse kontrolli efekti saavutamine ühest kontrollistrateegiast on raske. Tulevikus on suure jõudlusega vahelduvvoolugeneraatori juhtimise tehnoloogia arendamise suund, et uurida, kuidas sissejuhatada ja ühendada mitmesuguseid juhtimisstrateegiaid, et paremini parandada servosüsteemi juhtimist. Praegu on komposiitjuhtimisstrateegias peamiselt kaks vormi: üks on vastu võtta uus kontrollistrateegia, mis põhineb klassikalisel pid-kontrollistrateegial, nagu näiteks fuzzy pid-kontroll, närvivõrgu pidekontroll, eksperdi pidev kontroll jne; teiseks, kasutage kahte või enamat uut tüüpi kontrollistrateegiaid, nagu fuzzy närvivõrgu juhtimine, adaptiivne fuzzy juhtimine, fuzzy otsene pöördemomendi juhtimine, adaptiivne fuzzy juhtimine, otsene pöördemomendi libisemise režiimi muutuva struktuuriga juhtimine jne. Erinevad strateegiad täiendavad üksteist, et veelgi parandada vahelduvvoolu kiiruse reguleerimissüsteemi jõudlus ja samal ajal tugevam stabiilsus. Komposiitjuhtimisstrateegiast on saanud praeguste teadusuuringute ja tulevase arengu olulise suunda.
Järeldus
Pidades silmas püsimagneti sünkroonmootori süsteemi, kirjeldatakse eraldi traditsioonilise juhtimisstrateegia, kaasaegse juhtimisstrateegia ja intelligentsete juhtimisstrateegiate aluspõhimõtteid, eeliseid ja puudusi vahelduvvoolu servomootorisüsteemis ning suure jõudlusega vahelduvvoolu servomootorite süsteemi juhtimistehnoloogiat. ennustatakse. Arengusuundumus näitab, et kas see on traditsiooniline kontrollistrateegia, kaasaegne kontrollistrateegia või arukas kontrollistrateegia, on igal kontrollistrateegial oma eelised, kuid samal ajal esineb mõningaid probleeme. Ideaalse kontrolli efekti saavutamine ühest kontrollistrateegiast on raske. Tulevikus on suure jõudlusega vahelduvvoolugeneraatori juhtimise tehnoloogia arendamise suund, et uurida, kuidas sissejuhatada ja ühendada mitmesuguseid juhtimisstrateegiaid, et paremini parandada servosüsteemi juhtimist.
