[发明专利]一种适用于PMSM伺服系统的快速响应高精度位置控制方法

摘要

本发明提出一种适用于PMSM伺服系统的快速响应高精度位置控制方法，所述方法包括计算电机的最大加速度，向伺服系统的速度调节器输入斜率大小为amax的速度指令曲线，令电机以最大加速度进行加速，此阶段为快速响应阶段，以提高位置的响应速度为主要的优化目标；判断当前转速ω与最大转速ωmax之间的关系，决定当前状态；检测当前时刻的位置误差与α之间的关系，从而确定当前所处阶段，实现高精度位置控制。本发明能够有效地提高伺服系统位置控制的响应速度和稳态精度，相对于传统的PI控制方法，当位置误差非常小时，该方法显著的减小了消除位置误差的时间，同时不依赖于参数，在不同的PMSM伺服系统中均具有很强的适应性。

主权项

1.一种适用于PMSM伺服系统的快速响应高精度位置控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n步骤一：根据PMSM的极对数p、永磁体磁链ψ_f、所能够承受的最大电流I_max和电机的转动惯量J，计算电机的最大加速度a_max：/n /n向伺服系统的速度调节器输入斜率大小为a_max的速度指令曲线，令电机以最大加速度进行加速，此阶段为快速响应阶段，以提高位置的响应速度为主要的优化目标；/n步骤二：伺服系统指令位置的大小为θ_s，所允许的电机最大转速大小为ω_max，利用位置传感器实时地获取电机转子的当前位置θ和当前转速ω，则当前时刻的位置误差为Δθ：/nΔθ＝θ_s-θ/n然后判断当前转速ω与最大转速ω_max之间的关系，如果ω≥ω_max，则设置指令速度曲线，令电机以最大转速ω_max运行，检测当前位置误差Δθ是否小于等于ω_max²/2a_max，如果满足要求，则设置指令速度曲线令电机以a_max减速，否则继续以最大转速ω_max运行，并对Δθ进行持续检测；/n如果ω＜ω_max，检测当前位置误差Δθ是否小于等于ω²/2a_max，如果满足要求，则设置指令速度曲线令电机以a_max减速，否则继续加速运行，并对Δθ进行持续检测；/n步骤三：检测当前时刻的位置误差Δθ是否小于等于α，其中，α表示角度，具体数值根据伺服系统的控制需求进行设定，如果满足要求，则切换位置控制策略，进入稳态趋近阶段，从而实现位置控制，该稳态趋近阶段以提高位置的稳态精度为主要的优化目标，如果不满足要求，则持续检测当前时刻的位置误差情况。/n