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希思克淺談直驅(qū)電機(jī)控制要求及難度

文章來源：東莞希思克傳動(dòng)科技有限公司    發(fā)布日期：2023-4-8    瀏覽：301次

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

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

• 在一些激光加工或者檢測領(lǐng)域，要求運(yùn)行過程特別平穩(wěn)，不管是速度的波動(dòng)還是運(yùn)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(jié)構(gòu)越做越大，例如龍門架構(gòu)，需要兩個(gè)軸帶動(dòng)同一個(gè)平臺，因此在驅(qū)動(dòng)器控制上要實(shí)現(xiàn)龍門傳動(dòng)的功能;

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

3 HD控制方式

傳統(tǒng)的控制方案一般是串行結(jié)構(gòu)，包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三環(huán)串行結(jié)構(gòu)，這些控制方式有一些固有的誤差難以避免，增加前饋的時(shí)候會增加它的超調(diào)和整定時(shí)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(dòng)適應(yīng)誤差，根據(jù)系統(tǒng)的誤差和速度來調(diào)整增益，實(shí)現(xiàn)最小的阻尼，最小的跟蹤誤差，達(dá)到最好的整定效果。

直驅(qū)電機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不可避免會造成抖動(dòng)的現(xiàn)象，閉環(huán)抑制震動(dòng)，發(fā)生初期就要響應(yīng)抑制它的震動(dòng)，還有主動(dòng)阻尼來盡量減少它的震動(dòng)發(fā)生

4 HDM控制方式

針對一些復(fù)雜的控制場景，比如CNC、激光等領(lǐng)域，通常對于過程中的要求比較高，機(jī)臺的共振點(diǎn)和機(jī)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(xiàng)式的線性控制方式和頻率響應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)試。

第一步，對機(jī)臺系統(tǒng)進(jìn)行掃頻：給機(jī)臺系統(tǒng)注入掃頻電流白噪聲，設(shè)置它的掃頻范圍。通過頻率響應(yīng)就可以得到整個(gè)機(jī)臺或者機(jī)器的帶寬，同時(shí)得到它開環(huán)的波特圖，

第二步，建模(FIT Model)：根據(jù)這個(gè)頻率響應(yīng)可以看到系統(tǒng)不同的共振點(diǎn)，就需要軟件來擬合，把實(shí)際響應(yīng)用算法曲線來進(jìn)行擬合，得到系統(tǒng)機(jī)械上的一個(gè)模型。然后設(shè)置共振點(diǎn)，根據(jù)共振點(diǎn)設(shè)置零極點(diǎn)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(dòng)生成控制參數(shù)：根據(jù)擬合后的曲線，一鍵生成對應(yīng)控制參數(shù)，包括自動(dòng)添加相應(yīng)濾波器，然后根據(jù)閉環(huán)特性及實(shí)際效果進(jìn)行微調(diào)，從而得到最好或者最優(yōu)化的控制。調(diào)試時(shí)應(yīng)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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