基于PLC的C650立式机床车床电气系统的设计（全套含CAD图纸）
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1 高性能异步电机控制通过反馈线性化 提出了一种 个讨论了方法的基本原理 ,而大部分在交流电机驱动技术流行磁场定向控制技术。 用 一些 波形图 说明 向 感应电机的属性 和 控制通过给出反馈线性化。 介绍： 异步电机由于其众所周知的 优点，制造简单、可靠性高、外校简单和成本较低，具有非常广泛的工业应用。此外 ,在对比直流电机换向器 ,也可以用在恶劣的或不稳定的环境 ,因为没有火花和腐蚀 的问题 。 虽然有 这些优势 ,但是，当使用感应 电机速度调节工业驱动器 时存在控制问 题 。 这 主要是 有 三个原因 :(a)感应电动机的高阶非线性动态系统内部的耦合 ,(b)一些状态变量 ,转子电流和通量 ,不能直接测量 (c)转子电阻 (由于加热 )和 磁化 电感 (由于饱和度 )差别很大与 显著的 系统动力学的影响。最受欢迎的高性能异步电机控制方法称为磁场定向控制 法 (向量控制 法由和 提出 。 在这个方法 的 电机方程 (被改 写 )转换在一个旋转的调和 系统与转子磁链矢量。这些新的坐标 被称作场效应 坐标。 在字段坐标 不断转子磁链幅值 有一个 关联 控制变量之间的线性和速度。此外 ,在他励 直流 电机 中 , 为了限制定子电压的在很高的电压在磁场减弱的地区通量幅度可以被减少。 坐标具有良好的物理基础 , 因为它符合生产的解耦扭矩他励直流 电机的理论基础。同时， ,从理论的角度其他类型的坐标可以选择来实现解耦和感应电动机的方程线性化。提出了一种非线性控制器的基础上 多标量 电机模型。 在这种方法中 ,像 同样的 磁场定向控制器 ,它假定了转子磁链 。 95 幅规定是一定值。因此 ,汽车速度只有从转子磁链渐近解耦 ，基于投入产出线性化 et 2已 经开发了一种非线性控制系统。 该系统对电机转速和转子2 磁链能准确解耦的。 这个 系统也能使用在场坐标转换上。马里诺 et 8、 9提出了一种非线性变换电机的状态变量 ,以便在新的坐标 ,速度和转子磁链幅值的解耦 反馈 。类似的转变 et E就已经用于解耦转子磁链和速度 滑动模式控制器。 感应电机反馈线性控制在本文中被提出， 与之形成鲜明对比的是， 2， 3大量图表和场定向控制关系被讨论。 同时 ,数字说明了控件的属性，在系统电机 感应电机数学模型 感应电动机的数学描述是基于复杂的空间向量 ,它定义在一个调和系统中旋转角速度刚刚好。在每单位和实时表示下面的矢量方程，描述电机的动作 6: 电磁转矩米可以表达为 ： 在鼠笼型异步电机转子矢量电压从 有零值。 如果一个电流控制 定子电压 因为它不会影响控制动态变化的进行。 磁场定向控制 （ 在磁场定向控制的情况下 ,它和选择角速 度坐标调和系统一样非常方便。根据3 这些假设 ,代替的转子电流转子电压矢量的 转子时间常数 在场效应坐标 7可以表示如下： 图 1的异步电机在 据 以表述为 : 4 方程中 1)。控制系统的图表应用于异步电机 (直接定向 )在图 2中。 在许多情况下在流量、速度、 简单的 反馈线性化控制方法（ 使用 6、 11: 当 且 5 注意， 不依 赖于控制信号 ， 在本例中 ,它是很容易选 择两个变量仅依赖于 x。 例如 ,我们可以定义 5、 10： 图 2 感应电机定向控制 让 作为输出变量，以获得： 1 连续变化振幅 ,； 6 2. 0 参考角的速度。 部分新状态变量 ,我们可以选择根据 因 此 完 整 的 定 义 新 坐 标 是8,9: 注意 ,第五个变量无法完全线性化，线性化只能部分。 表示 : 然后给出了系统的动态指标 : 在接下的这一部分中 ,我们将考虑系统包含第一个部分中第四方程。注意 ,第五个方程如下： 我们可以重写保持系统 7 得出。 简单的计算后可以获得 : 图 3. 异步电动机的框图 新的控制信号 馈线性化 ) ： 8 和 容易得出如果 ， 在这种情况下 我们可以定义为反馈： 在 式计算： 结果的系统描述方程 : 异步电动机的框图和新的控 制信号呈现在图 3。 控制信号 9 在系数 择确定闭环系统的动态。 控制算法分为两个步骤 : 1、计算 2、根据 控制系统的图表应用于感应电动机 (反馈线性化 )呈现在图 4。 图 4. 感应电机 通过反馈线性化 的控制 结 果 用线性速度和转子磁链控制器 (电机、变频器并给出了控制器的 数据显示 ,在附录 ) 获取 。这些 波形图 在电机是正弦脉宽调制逆变器电压给定时显示速度逆转不断变化的幅值和字段削弱范围。可以看到从图 5 线性速度控制器 如同 见图 5)。因此，在 部分和速度慢于 图 5. 图 5的异步电机控制通过反馈线性化和磁场定向控制 (速度逆转 。 a) . r) b). 转矩 m c). 通量成分和振幅 ( r), d) 电流方向 e) 转矩方向 , f) 当前组成 保证 分 (控制器输出信号 应该分 离 )转子磁链幅值必须应用。 这个除法弥补了内部乘法产生的所需扭矩磁场定向坐标 （图 1）。这样一个非线性速度控制器一个非常类似 可以实现 (参见图 6)。 在 图 7。参考变化为了通量振幅的响应速度恒定被提出。注意 ,在对比 控制变量 控制变量方法在11 1, 图 6. 图 6 的异步电机控制通过反馈线性化和磁场定向控制 (速度逆转 段削弱范围 )。 a) . r) b). 转矩 m c). 通量成分和振幅( r), d) 电流方向 e) 转矩方向 , f) 当前组成 12 图 7 图 7 感应电机的控制通过反馈线 性化和磁场定向控制 (响应速度变化 参考范围 ) ,a )实际速度和参考速度 b) 引 用 的 控 制 信 号 A - c)引用的控制信号 d)当前 通量 e)转矩电流 结 论 在这个工作高 绩效反馈线性化控制方法 (统的 框图和传统磁场定向控制的关系 (讨论。控制 系统的 主要特色与优势 可以归纳如下 : 1、 与控制变量 法准确保证解耦的电机转速和转子磁链控制在两个动13 态和稳态。因此 ,高性能驱动系统工作在这两个常数和现场削弱范围可以实现使用一个线性速度和流量控制器。 2、 控制变量是 此 ,高绩效驱动系统工作在这两个常数和弱场范围 ,需要一个速度控制器与非线性 (除去载流子的 幅值 )的部分。 3、 方法是建立在一个实时状态反馈的和需要更复杂的信号处理的详细情况 (电机状态变量和负载转矩是必需的 )。 4、 同时 ,转换和新的控制变量 ,2用于 链和转矩分离 )在 5、 构 ,因此可以很容易实现过载保护 ,使用参考电流限制器的输出流量和速度控制器分别控制。 6、 可以预
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