T7770B-1046 honeywell 特價(jià)火熱銷(xiāo)售中
控制系統(tǒng)框圖同時(shí)，由于控制中PWM信號(hào)的頻率達(dá)到156 8H，這對(duì)于光電隔離器件來(lái)說(shuō)是比較高的，普通的光電隔離器件如TIL117等并不能應(yīng)用。從光電隔離器件輸入PWM信號(hào)矩形波，在光電隔離器件的輸出端只能得到梯形波，并不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的PWM控制。故選用了高速光隔6N177高速光電耦合器6N177由磷砷化鉀發(fā)光二管和光敏集成檢測(cè)電路組成。通過(guò)光敏二管接收信號(hào)并經(jīng)內(nèi)部高增益線性放大器把信號(hào)放大后，由集電開(kāi)路門(mén)輸出。該光電器件高、低電平傳輸延遲時(shí)間短典型值僅為48n<，已接近TTL電路傳輸延遲時(shí)間的水平，因而在傳輸速度上芫全能夠滿足要求。除此之外，N177還具有一個(gè)控制端通過(guò)對(duì)該端的控制，可使光耦輸出端呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。
4結(jié)束語(yǔ)該直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在具有非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)器由于采用了LMD18200功率集成電路，所用器件減少<驅(qū)動(dòng)器的體積減小，同時(shí)可靠性大為提高。這類驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、辦公自動(dòng)化設(shè)備、儀器儀表以及自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)中。3驅(qū)動(dòng)器電路設(shè)計(jì)在具有非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的機(jī)器人控制系統(tǒng)中，通過(guò)基于PCI總線的精密電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制卡下發(fā)控制信開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（SRD）是由雙凸開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SRM）、功率變換器、控制器以及檢測(cè)器等組成的一種新型調(diào)速電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的直流和交流調(diào)速系統(tǒng)相比較，SRM不僅保持了異步電動(dòng)機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，而且電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，運(yùn)行可靠，成本低，效率高。尤其因?yàn)榫哂衅饎?dòng)轉(zhuǎn)矩大，速度調(diào)節(jié)和控制性能好，并可直接由直流電源向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力等特點(diǎn)，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)正日益廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)輛的牽引。
由于SRD系統(tǒng)的非線性，使得用普通的定參數(shù)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行速度閉環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)，控制性能不夠理想。模糊控制是目前應(yīng)用較多的一種智能控制方法，無(wú)需被控對(duì)象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型即能實(shí)現(xiàn)較好的控制效果。其特點(diǎn)是當(dāng)工作條件在大范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，超調(diào)小，且具有很好的魯棒性。但在電動(dòng)車(chē)輛的調(diào)速中，要求響應(yīng)更快、穩(wěn)無(wú)法使整個(gè)被控對(duì)象的穩(wěn)態(tài)誤差降到低，從而難以勝任。本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)模糊PID控制器，兼有模糊控制的控制靈活和PID控制的控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。
SRD的基本組成如所示。其中S呢采用三相6/4雙凸結(jié)構(gòu)。電流檢測(cè)采用電阻取樣隔離法，并由PI調(diào)節(jié)器提高跟隨性。由光電式轉(zhuǎn)子位置傳感器獲得的位置信號(hào)經(jīng)頻壓變換器I轉(zhuǎn)速給定pro-制器！一！功率―換*1I邏輯控制hj|電流檢測(cè)| SRD的基本組成LM2917間接測(cè)得轉(zhuǎn)速，并將位置信號(hào)經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換態(tài)精度更高，一般的模糊制器因變論域定ic觸為功率開(kāi)關(guān)的控制信ht轉(zhuǎn)速閉環(huán)采用/自適應(yīng)模inet糊PID控制算法。
在SRD中，功率變換器是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)執(zhí)行控制輸出信號(hào)，將電源電能在適當(dāng)時(shí)段提供給各相繞組來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因此功率變換器的設(shè)計(jì)必須與電機(jī)及控制器一起綜合考慮，使其能協(xié)調(diào)工作。本文采用雙開(kāi)關(guān)式功率變換器主電路如所示，并以K-BT作為主開(kāi)關(guān)器件。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)變換器的續(xù)流二管，要求開(kāi)關(guān)特性好，實(shí)際工作效率較高，故選用快恢復(fù)二管。IGBT的專用驅(qū)動(dòng)電路很多，本文使用的是IR的浮地驅(qū)動(dòng)芯片IR2130IR2130只需一路電源，克服了常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路需要多路隔離電源的缺點(diǎn)，并具有過(guò)流、欠壓保護(hù)，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，提高了可靠性。功率變換器主電路開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制就是合理改變控制參數(shù)以達(dá)到運(yùn)行要求。傳統(tǒng)的方法是在起動(dòng)和低速時(shí)，通過(guò)電流斬波控制方式（CCC）對(duì)相電流進(jìn)行限制，在高速時(shí)采用固定Hof調(diào)節(jié)Hn的角度位置控制方式（APC）。但因存在模式轉(zhuǎn)換，因而控制復(fù)雜，成本偏高。采用PWM技術(shù)，固定導(dǎo)通角，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)實(shí)施斬波，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速，在整個(gè)速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單一模式控制。PWM可引入每相的一個(gè)主開(kāi)關(guān)的控制，即所謂的斬單管，也可同時(shí)引入每相的兩個(gè)主開(kāi)關(guān)管的控制，即所謂的斬雙管。而斬單管方式的運(yùn)行性能優(yōu)于斬雙管，所以這里采用斬單管，在主電路每相主開(kāi)關(guān)中，下開(kāi)關(guān)S4、S5和S6的觸發(fā)信號(hào)由PWM信號(hào)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速控制。
自適應(yīng)模糊PID控制器的設(shè)計(jì)自適應(yīng)模糊PID控制器以誤差e和誤差變化ec作為輸入，可以滿足不同時(shí)刻偏差e和偏差變化ec對(duì)PID參數(shù)自整定的要求。利用模糊控制從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面特性來(lái)考慮，和Kd各個(gè)參數(shù)具有各自不同的作用。比例系數(shù)的作用在于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度。但KP過(guò)大將產(chǎn)生超調(diào)，甚至導(dǎo)系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分作用系數(shù)Ki的作用在于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。但K/過(guò)大，在響應(yīng)過(guò)程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過(guò)程的較大超調(diào)。微分作用系數(shù)Kd的作用在于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。其作用主要是在響應(yīng)過(guò)程中抑制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報(bào)。但Kd過(guò)大，則會(huì)使響應(yīng)過(guò)程過(guò)分提前制動(dòng)，從而延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間。
根據(jù)參數(shù)Kp、Ki和Kd對(duì)系統(tǒng)輸出特性的影響情況，可歸納出在不同的Iel和Iecl時(shí)，被控過(guò)程對(duì)參數(shù)KP、Ki和Kd的自整定要求為當(dāng)Iel較大時(shí)，為了加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，應(yīng)取較大的Kp和較小的Kd，同時(shí)為了防止積分飽和，避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大的超調(diào)，此時(shí)應(yīng)去掉積分作用，取Ki=0的超調(diào)減少，應(yīng)取較小的Ki值，Kp和Kd值的大小要適中，以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
當(dāng)Iel較小時(shí)，為使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)取較大的Kp和Ki，同時(shí)為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩，應(yīng)適當(dāng)選取Kd的值，其原則是當(dāng)Iecl較小時(shí)，Kd值可取大些，通常取為中等大?。划?dāng)Iecl較大時(shí)，Kd應(yīng)取小些。
根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，用頻壓轉(zhuǎn)換器得出轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，然后與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)速的偏差e、轉(zhuǎn)速偏差變化率ec再根據(jù)e和ec，通過(guò)模糊控制算法，得到控制量KP、Ki和Kd，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PID的參數(shù)調(diào)節(jié)。采樣計(jì)算現(xiàn)時(shí)的轉(zhuǎn)速偏差e及轉(zhuǎn)速偏差變化率ec作為模糊控制器的輸入控厲對(duì)爐藤進(jìn)行修秦便構(gòu)成了息適應(yīng)Pub制通勺模精胯基和述xnki郵0，PS，PM，PB分別表示負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大等概念，它們的論域均選13個(gè)量化等，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)與偏差的實(shí)際關(guān)系，可確定e和ec隸屬度賦值，如表1e=表1模糊變量e和ec的隸屬度賦值表根據(jù)參數(shù)和Kd的自整定要求，可得到如下?tīng)顟B(tài)組合=M且丨ec丨=故采用如下模糊推理形式（共5條模糊推理規(guī)則）e丨=和Kd在不同狀態(tài)下的加權(quán)。Kp/，Ki/和Kd/分別是在不同狀態(tài)下對(duì)于參數(shù)Kp、Ki和Kd用常規(guī)PID參數(shù)整定法得到的整定值。 微電機(jī)的定子鐵心制作有鉚接、扣片、膠結(jié)、焊接等多種加工工藝，其中焊接件以質(zhì)量高、成本低而得到廣泛應(yīng)用。焊接件是將定子鐵心以硅鋼片為原料，經(jīng)剪切、沖制等加工工藝后，再將疊片緊固疊壓焊接而成。從工藝角度看，定子焊接采用鎢氬弧焊（TG）不加填充焊絲，利用熔化母材本體可獲得比較理想的焊接效果。因?yàn)槎ㄗ記_片疊壓后相當(dāng)于厚壁工件，控制電弧電壓、焊接電流和焊接速度可在較寬的參數(shù)范圍內(nèi)獲得較好的焊縫成型。采用自動(dòng)焊接方法，焊接效果更為理想。
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