Strateġija moderna ta 'kontroll
L-istrateġija tradizzjonali AC servo motor drive tal-kontroll tintuża l-aktar bil-kondizzjoni li l-mudell tal-oġġett ikkontrollat jiġi ddeterminat, ma jinbidilx u huwa lineari, u l-kundizzjonijiet tal-operat u l-ambjent operattiv huma ddeterminati li huma kostanti. Madankollu, il-mudell dinamiku matematiku tal-mutur sinkroniku b'kalamita permanenti AC huwa sistema multivarjabbli li mhix lineari, igganċjata bil-qawwa. Fil-każ ta 'rekwiżiti ta' prestazzjoni għolja, diversi effetti mhux lineari, bidliet fl-istruttura u l-parametri tal-oġġett, u bidliet fl-ambjent operattiv għandhom jiġu kkunsidrati. U fatturi li jvarjaw fil-ħin u inċerti bħal disturbi ambjentali. L-iżvilupp u l-applikazzjoni tat-teorija tal-kontroll moderna sa ċertu punt jikkumpensaw għan-nuqqasijiet tat-teorija tal-kontroll klassiku għas-sistema stochastic mhux lineari li tvarja l-ħin.
(1) Kontroll dirett tat-torque
It-teorija tal-kontroll tat-torque diretta hija strateġija ta 'kontroll tal-mutur AC ta' prestazzjoni għolja proposta mill-Professur M. depenbrock ta 'l-Università Ġermaniża ta' Ruhr u l-istudjuż Ġappuniż i.takahash fis-snin tmenin. L-istrateġija ta 'kontroll hija wkoll ibbażata fuq il-matematika preċiża ta' l-oġġett ikkontrollat. Il-mudell, iżda b'differenza mill-kontroll tal-vettur, janalizza l-mudell matematiku tal-mutur AC direttament fis-sistema tal-koordinati tal-istator mingħajr trasformazzjonijiet kumplessi ta 'koordinati. L-orjentazzjoni tal-field stator hija adottata, l-ebda kurrent diżakkoppjat m'huwa meħtieġ, u t-torque u l-konnessjoni tal-fluss huma kkontrollati direttament mill-kontroll b’żewġ pożizzjoni, li jevita li jiddekomponi l-kurrent ta ’l-istator f’komponenti tat-torque u \ t l-inverter. Kontroll tajjeb, li jiffoka fuq ir-rispons mgħaġġel tat-torque biex tinkiseb prestazzjoni dinamika għolja tat-torque. L-orjentazzjoni tal-kamp tal-kontroll tat-torque dirett tuża l-konnessjoni tal-fluss tal-istator, li mhijiex affettwata mill-parametri tar-rotor. Sakemm tkun magħrufa r-reżistenza ta ’l-istator, tista’ tiġi osservata u ma tkunx sensittiva għall-parametri tal-mutur.
It-teknoloġija diretta tal-kontroll tat-torque ġiet applikata b'suċċess fil-qasam tal-induzzjoni tal-kontroll tal-mutur inverter tal-mutur, u abb nediet serje ta 'prodotti. Madankollu, fl-applikazzjoni ta 'mutur sinkroniku ta' kalamita permanenti, għad hemm xi problemi fil-kontroll dirett tat-torque. Il-kontroll tat-torque dirett juża l-istereżi tal-katina manjetika, u t-torque tal-mutur huwa impuls, li jaffettwa direttament l-intoppi tal-mutur li jaħdem. Il-kontroll dirett tat-torque jeħtieġ josserva l-konnessjoni tal-fluss u t-torque. L-eżattezza hija fqira f'veloċitajiet baxxi, li tirriżulta fi prestazzjoni ħażina tal-mutur u firxa żgħira ta 'veloċità tal-mutur. Minħabba l-inductance tal-mutur żgħir tal-istatur, l-impatt tal-kurrent huwa kbir meta l-mutur jixgħel u t-tagħbija tinbidel, u l-konnessjoni tal-fluss u t-tmewwiġ tat-torque huma kbar. Barra minn hekk, billi l-pożizzjoni inizjali tal-konnessjoni tal-fluss ma tistax tiġi stmata meta l-mutur ikun wieqaf, huwa diffiċli li tistartja l-mutur. Għalkemm xi studjużi f'pajjiżhom u barra mill-pajjiż ilhom jippruvaw u jtejbu l-istrateġija diretta tal-kontroll tat-torque ta 'mutur sinkroniku ta' mutur permanenti fis-snin riċenti, din l-iskema ta 'kontroll hija diffiċli biex tissodisfa r-rekwiżiti tat-teknoloġija ta' servo drive AC.
(2) Kontroll tal-istruttura varjabbli tal-mod li jiżżerżaq
Kontroll tal-istruttura varjabbli jappartjeni għall-kategorija ta 'kontroll mhux lineari, u n-non-linearità tiegħu tidher bħala d-diskontinwità tal-kontroll, jiġifieri, karatteristika tal-iswiċċjar li tbiddel l- "istruttura" tas-sistema. Il-kontroll tal-istruttura varjabbli tal-modalità li jiżżerżaq ma għandux għalfejn ikun jaf il-mudell matematiku tas-sistema. Jeħtieġ biss li jifhem il-firxa approssimattiva tal-parametri tas-sistema u l-bidliet tagħhom, sabiex il-kontroll tal-istruttura varjabbli jkollu l-vantaġġi ta 'rispons mgħaġġel, insensittività għall-parametri u bidliet fit-tfixkil, u l-ebda ħtieġa għal identifikazzjoni u disinn onlajn. Bil-funzjoni li jnaqqas l-ordni u d-diżakkoppjar, meta s-sistema tidħol fl-istat tal-mod li jiżżerżaq, it-trasferiment ta ’l-istat tas-sistema ma jibqax affettwat mill-bidliet tal-parametru oriġinali u d-disturbi esterni tas-sistema, iżda huwa mġiegħel jiżżerżaq ħdejn il-pjan tal-iswiċċ , b'Adattabilità u robustezza sħiħa, għalhekk il-kontroll tal-mod li jiżżerżaq ġie applikat b'suċċess f'sistema servo ta 'mutur sinkroniku permanenti. Madankollu, minħabba l-kontroll bang-bang, il-problema ta 'chattering hija kkawżata inevitabbilment, u l-problema ta' chattering hija diffikultà maġġuri fl-applikazzjoni mifruxa ta 'kontroll ta' struttura varjabbli ta 'mod li jiżżerżaq. Fil-preżent, fis-sistema servo motor AC, billi tbiddel l-istruttura tal-modalità li tiżżerżaq, bħall-użu ta 'struttura ta' modalità li jiżżerżaq ta 'ordni għolja u proċessar ta' filtrazzjoni, il-problema ta 'chattering ikkawżata mill-kontroll ta' struttura varjabbli ta 'mod li jiżżerżaq hija solvuta sa ċertu punt.
(3) Kontroll adattiv
Kontroll adattiv ġie propost minn Golcl-well fil-bidu tas-snin disgħin. Jikkombina l-kontroll tar-rispons mat-teorija ta 'identifikazzjoni, u jipproponi l-influwenza tal-bidliet fil-karatteristiċi ta' l-oġġett ikkontrollat, it-tifrix u d-disturb ambjentali fuq is-sistema, jew meta ma jkunx hemm ħafna parametri tal-proċess ikkontrollat jew meta dawn il-parametri jkunu f'operazzjoni normali. Il-bidliet, speċjalment meta jkun hemm fatturi varjabbli bil-mod, jiġu ottimizzati billi jitfittxu ċerti indikaturi tal-prestazzjoni biex jitlesta l-aġġustament tal-oġġett ikkontrollat.
Il-metodi ta 'adattament li bħalissa huma applikati għall-kontroll huma mudell ta' referenza adattivi, identifikazzjoni tal-parametru kontroll ta 'awto-korrezzjoni u diversi kontroll adattivi mhux lineari żviluppati riċentement. Is-sistema ta 'kontroll adattiv ta' referenza ta 'mudell ma teħtieġx mudell matematiku preċiż ta' l-oġġett ta 'kontroll u ma teħtieġx identifikazzjoni tal-parametru. Il-problema ewlenija hija li titfassal liġi ta 'aġġustament tal-parametri adattivi biex tiġi żgurata l-istabbiltà tas-sistema waqt li s-sinjal tal-iżball għandu tendenza li jkun żero. Il-vantaġġ prinċipali huwa li huwa faċli li jiġi implimentat u mgħaġġel. Madankollu, hemm xi problemi fl-algoritmu adattiv, bħall-mudell matematiku u l-operazzjoni ineffiċjenti, li tikkomplika s-sistema ta 'kontroll. Pereżempju, l-identifikazzjoni tal-parametri u l-korrezzjoni jieħdu perjodu ta 'żmien. Għal sistemi b'bidliet aktar mgħaġġla tal-parametri, il-prestazzjoni tal-kontroll hija affettwata ħafna mill-veloċità tal-kalkolu tas-sistema. Il-ħardwer tas-sistema ta 'applikazzjoni jeħtieġ li jkun għoli fis-servo drive AC, li ġeneralment jiġi implimentat minn 32-bit proċessur tas-sinjali diġitali (DSP) jew firxa ta' gate programmabbli fuq il-post (fpga).
(4) Kontroll tal-linearizzazzjoni tal-feedback mhux lineari
Feedback linearization huwa metodu ta ’disinn ta’ kontroll mhux lineari. L-idea ewlenija hija li tikkonverti alġebra ta 'sistema mhux lineari f'sistema lineari (kollha jew parti minnha) sabiex il-ħiliet tas-sistema lineari jkunu jistgħu jiġu applikati. Id-differenza fundamentali bejnha u l-linearizzazzjoni ordinarja hija li l-linearizzazzjoni tal-feedback ma tinkisibx permezz ta 'approssimazzjoni lineari tas-sistema iżda bi transizzjoni statali u rispons. Fi snin reċenti, ir-riżultati tar-riċerka teoretika ta 'sistemi ta' kontroll mhux lineari juru li rispons statali mhux lineari u trasformazzjoni koordinata xierqa jistgħu jintużaw biex linearizzat b'mod preċiż sistema affine mhux lineari taħt ċerti kondizzjonijiet, u dan il-feedback statali jista 'jiggarantixxi s-sistema ta' kontroll. Stabbiltà u kwalità dinamika tajba. Abbażi tal-metodu ta 'kontroll ta' linearizzazzjoni ta 'rispons preċiż, il-mudell ta' kontroll linearizzat tal-mutur sinkroniku permanenti tal-mutur huwa stabbilit. Wara l-kontroll tal-linearizzazzjoni tal-feedback, il-kontroll tad-diżakkoppjar tal-assi d u q jista 'jitwettaq, il-prestazzjoni tal-intraċċar tal-kurrent hija tajba, u r-rispons tat-torque huwa mgħaġġel. Ir-rispons tal-pass tal-veloċità jista 'gradwalment jikkonverġi għal valur speċifiku, mingħajr differenza statika, qabża żgħira u proċess ta' transizzjoni qasira.
(5) Strateġija ta 'kontroll intelliġenti
Strateġiji ta 'kontroll klassiċi jew moderni jiddependu fuq il-mudell matematiku tal-mutur u ma jindirizzawx fundamentalment il-problemi ta' kontroll ta 'sistemi kumplessi u inċerti. L-istrateġija ta 'kontroll intelliġenti għandha karatteristiċi mhux lineari u tista' ssolvi sistemi b'oġġetti, ambjenti u kompiti ta 'kontroll aktar kumplessi. Kontroll intelliġenti jeħles mid-dipendenza fuq il-mudell ta ’oġġett ikkontrollat, u jikkontrolla biss skond l-effett attwali. Fil-kontroll, l-inċertezza tas-sistema u l-ineżattezza jistgħu jiġu solvuti.
Strateġiji ta 'kontroll intelliġenti jinkludu kontroll fuzzy, kontroll tan-netwerk newrali, kontroll tas-sistema esperta, u kontroll robust u kontroll ta' algoritmu ġenetiku. Il-kontroll fuzzy u l-istrateġiji tal-kontroll tan-netwerk newrali huma maturi fl-applikazzjoni tas-sistema servo ta 'mutur sinkroniku permanenti.
(6) Kontroll fuzzy
Kontroll fuzzy huwa tip ta 'kontroll numeriku tal-kompjuter ibbażat fuq aggregazzjoni fuzzy, varjabbli lingwistiċi fuzzy u raġunament ta' loġika fuzzy. Kontroll fuzzy jgħaqqad il-matematika u l-fuzziness, u juża settijiet fuzzy, varjabbli lingwistiċi fuzzy u raġunament fuzzy bħala l-bażi teoretika tiegħu, jiġifieri, billi tuża settijiet fuzzy biex jiddeskrivu l-ambigwità fil-kunċetti użati minn nies kuljum, b'għarfien minn qabel u esperjenza esperta bħala regoli ta 'Kontroll , bl-użu ta 'simulazzjoni tal-magna biex tikkontrolla s-sistema, tista' realment timita l-esperjenza ta 'kontroll u metodu ta' kontroll fuzzy ta 'operaturi u esperti tas-sengħa.
Raġunament fuzzy ma jiddependix fuq mudelli matematiċi preċiżi. Skont id-dejta tal-input u tal-ħruġ tas-sistema attwali, is-sistema tista 'tiġi kkontrollata fil-ħin reali b'referenza għall-esperjenza tal-operat tal-operaturi fuq il-post. Għalhekk, huwa adattat biex isolvi l-problemi ta 'kontroll ta' sistemi mhux lineari; Twaħħil tajjeb u adattabilità qawwija, adattati għal sistemi li jvarjaw il-ħin u dewmien fil-ħin. Madankollu, il-ħila tal-kontroll fuzzy self-learning mhix b'saħħitha, u r-regoli tal-kontroll tad-disinn jiddependu fuq l-esperjenza u l-għarfien espert, li jistgħu jwasslu biex is-sistema ma tkunx eżatta. L-adozzjoni sempliċement ta 'l-istrateġija ta' kontroll fuzzy teħtieġ aktar regoli ta 'kontroll, teħtieġ ħafna esperjenza ta' l-istaff, u l-preċiżjoni tal-kontroll hija relattivament baxxa. It-teknoloġija tal-kontroll fuzzy ġiet applikata sew fid-disinn tar-regolatur tal-kurrent tas-sistema servo motor AC u r-regolatur tal-veloċità. Madankollu, fis-sistema servo b'rekwiżiti dinamiċi għoljin, it-teknoloġija għad trid tittejjeb aktar.
(7) Kontroll tan-netwerk newrali
Ir-riċerka tan-netwerk newrali bdiet kmieni fl-1940s. Fis-snin tmenin, it-teorija tan-netwerk newrali għamlet avvanz u saret fergħa importanti ta ’kontroll intelliġenti.
Netwerk newrali jirreferi għal sistema ta 'pproċessar ta' informazzjoni li tissimula l-istruttura u l-funzjoni tan-nervituri kranjali tal-bniedem permezz ta 'tekniki ta' inġinerija. Il-kontroll tan-netwerk newrali jinkorpora l-funzjoni tal-kalkolu fin-netwerk fiżiku. Fil-proċess tal-kalkolu, kull operazzjoni bażika għandha konnessjoni korrispondenti magħha. Il-mudell tan-netwerk newrali jissimula l-proċess ta 'attività tan-newroni tal-moħħ tal-bniedem, inkluż l-ipproċessar, l-ipproċessar u l-ħażna tal-informazzjoni. Kull neuron jaħżen parti mill-kontenut ta 'varjetà ta' informazzjoni, u xi ħsara tan-newroni u l-qerda ta 'l-informazzjoni jwasslu biss għal dgħjufija parzjali tan-netwerk. In-netwerk newrali għandu l-vantaġġi tal-ħażna tad-distribuzzjoni tal-informazzjoni, l-ipproċessar parallel, l-approssimazzjoni mhux lineari, l-awto-tagħlim u l-abbiltà tal-awto-organizzazzjoni. Jista 'japprossimizza bis-sħiħ sistemi mhux lineari kumplessi b'mod arbitrarju, u jista' jitgħallem u jadatta għall-karatteristiċi dinamiċi ta 'sistemi inċerti ħafna. Ir-robustezza, bil-kapaċità li tissimula l-ħsieb ta ’l-immaġni tal-bniedem, hija xierqa biex tittratta sistemi li huma diffiċli biex jiddeskrivu b'mudelli jew regoli. Fis-snin riċenti, in-nies bdew jippruvaw japplikaw teknoloġija ta 'kontroll tan-netwerk newrali (jew intelliġenza artifiċjali ai) għal sistemi ta' kontroll ta 'sewqan bil-mutur AC biex isolvu problemi li huma diffiċli biex jiġu solvuti b'metodi tradizzjonali. L-użu tas-sistema ta ’aġġustament ai għandu karatteristiċi tajbin ta’ trażżin tal-ħsejjes, tolleranza tal-ħsara u skalabbiltà, u huwa robust għall-parametri. Hija direzzjoni importanti għall-iżvilupp tat-teknoloġija futura tal-kontroll tal-mutur.
Xejra ta 'żvilupp tat-teknoloġija ta' kontroll servo tal-kontroll ta 'prestazzjoni għolja
Is-sistema servo bbażata fuq mutur sinkroniku b'kalamita permanenti hija d-direzzjoni ta 'żvilupp ta' servo control. Għalkemm hemm ħafna metodi għall-implimentazzjoni tal-kontroll tas-servo tal-AC, xorta għad hemm problemi bħal preċiżjoni tas-sistema baxxa, affidabbiltà fqira, u prestazzjoni tal-veloċità baxxa.
Jekk hijiex strateġija ta 'kontroll tradizzjonali, strateġija ta' kontroll moderna, jew strateġija ta 'kontroll intelliġenti, kull strateġija ta' kontroll għandha l-vantaġġi tagħha, iżda fl-istess ħin hemm xi problemi. Huwa diffiċli li jinkiseb l-effett ta 'kontroll ideali minn strateġija ta' kontroll waħda. Hija d-direzzjoni ta 'żvilupp ta' teknoloġija għolja ta 'kontroll servo AC ta' prestazzjoni għolja fil-ġejjieni biex tesplora kif tinfiltraha u taggrava diversi strateġiji ta 'kontroll biex ittejjeb aħjar il-prestazzjoni tal-kontroll tas-sistema servo. Fil-preżent, l-istrateġija ta 'kontroll kompost prinċipalment għandha żewġ forom: waħda hija li tadotta strateġija ta' kontroll ġdida bbażata fuq l-istrateġija klassika ta 'kontroll tal-pid, bħalma hija l-kontroll tal-pid fuzzy, il-kontroll tan-netwerk newrali, il-kontroll tal-pid espert, eċċ .; it-tieni, adotta żewġ tipi ġodda jew aktar ta 'kontroll Strateġiji bħal kontroll ta' netwerk newrali fuzzy, kontroll fuzzy adattiv, kontroll fuzzy torque dirett, kontroll fuzzy adattiv, kontroll struttura varjabbli ta 'modalità sliding torque, eċċ. L-istrateġiji varji jikkumplimentaw lil xulxin biex itejbu aktar ir-rendiment tas-sistema ta ’kontroll tal-veloċità AC, u fl-istess ħin għandhom robustezza aktar qawwija. L-istrateġija ta ’kontroll kompost saret il-fokus tar-riċerka kurrenti u xejra ewlenija fl-iżvilupp futur.
Konklużjoni
Meta tieħu s-sistema ta 'muturi sinkroniċi ta' muturi permanenti bħala eżempju, il-prinċipji bażiċi, vantaġġi u żvantaġġi ta 'strateġija ta' kontroll tradizzjonali, strateġija moderna ta 'kontroll u strateġija ta' kontroll intelliġenti fis-sistema servo motor AC huma deskritti separatament, u t-teknoloġija ta 'kontroll ta' sistema ta 'prestazzjoni għolja servo motor AC huwa mbassar. Ix-xejra ta 'żvilupp tindika li kemm jekk hija strateġija ta' kontroll tradizzjonali, strateġija moderna ta 'kontroll, jew strateġija ta' kontroll intelliġenti, kull strateġija ta 'kontroll għandha l-vantaġġi tagħha, iżda fl-istess ħin hemm xi problemi. Huwa diffiċli li jinkiseb l-effett ta 'kontroll ideali minn strateġija ta' kontroll waħda. Hija d-direzzjoni ta 'żvilupp ta' teknoloġija għolja ta 'kontroll servo AC ta' prestazzjoni għolja fil-futur biex tesplora kif tinfiltraha u taggrava diversi strateġiji ta 'kontroll biex ittejjeb aħjar il-prestazzjoni tal-kontroll tas-sistema servo.
