- 文献综述(或调研报告):
为获得性能良好的低速电机伺服系统,针对影响低速伺服性能因素,国内外专家学者进行了研究和探索,文献[1]采用软件锁相环和低通滤波器的方法,来实现低速运行时电机转速的检测。该方法是将实际位置反馈脉冲同利用锁相环观测到的位置相减,两者之间的差值通过误差放大器来实现转速的计算,以解决低速运行时速度检测误差增大的问题。文献[2]直接提高了编码器精度釆用了19位精度旋转变压器编码器作为位置传感器,使用永磁式无刷直流力矩电机,研制了用于卫星天线跟踪伺服系统为超低速天线指向控制系统,实现了0.05°的定位精度。文献[3]对采用直流力矩电机的转台速度系统在低速时的速度平稳性进行了研究,主要对影响转台伺服系统低速特性的摩擦力矩和波动力矩进行了详细的分析,提出相应的摩擦补偿方法,并对PWM放大器对系统性能的影响进行了理论分析。
文献[4]对伺服系统中通常釆用的M/T测速法在低速时存在的问题,釆用自适应扰动观测器来获取以获得低速运行时的转速信息,利用波波夫超稳定性理论将检测速度与估计速度的误差作为扰动转矩观测向量,实现对负载扰动和速度的变化实时观测,实现对电机瞬时速度的估计。文中釆用4000ppr编码器的交流伺服电机系统,实现在5r/min给定速度下稳定运行。
文献[5]提出了插值的方法。方法通过增加釆样周期之间的虚拟脉冲来提高速度计算精度。虚拟脉冲数目和周期由以电流为状态向量的扰动观测器计算得到。结合虚拟脉冲法,系统釆用直流电机和1250ppr的编码器实现了10r/min的稳定运行。文献[6]介绍了一种基于二阶互质因式分解法的的瞬时转速观测器的低速伺服系统。系统采用直流伺服电机,在精度为20000ppr的编码器的条件下实现了在1-2r/min速度区间内的稳定运行,且转速波动率在30%左右,但该观测器的建立需计算反电动势,因而受电机参数变化和电流传感器精度影响很大。
文献[7]介绍了一种基于电机电气和机械方程的二阶自参考速度模型的速度检测方法。文中的系统使用2000ppr编码器在10r/min以上速度范围内获得了良好的稳态和动态特性,但该模型参数受电机电感、电阻变化影响大,因而电机参数的变化会对速度的估计精度产生很大影响。文献[8]釆用一种基于迭代学习控制算法的扰动转矩观测器。算法利用迭代学习控制模块替代参考电流生成模块,结合滑模算法实现对扰动转矩的观测,使伺服系统在低速运行区间(10-50r/min)的转矩和转速波动有了明显降低。
参考文献:
[1] 章玮, 姚卫忠, 梁文毅. 基于卡尔曼滤波器的永磁同步电动机转速精确控制[J]. 微电机, 2008, 41(1):4-6.
[2] 刘景林, 马瑞卿, 刘卫国. 基于高性能微控制器的超低速稀土永磁交流伺服系统[J]. 西北工业大学学报, 2003, 21(1):10-13.
[3] 直流PWM伺服系统低速平稳性研究[D]. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2005.
