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永磁同步电机电流闭环控制的一个问题，电角度应不应该加3/2*pi 点击：9830 | 回复：16



xmanback

    
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发表于：2009-10-10 21:01:02
楼主

今天做完永磁同步电机的电流闭环控制，有一个问题问一下高手

我用的方法是矢量控制，id=0控制，用编码器计脉冲值来测量角度，机械角度*4得到电角度，然后去高位来得到0-1000H的一个角度来参与矢量控制

电流闭环结果是电机能转得很平稳，但是波形非常不好

这时我记得以前我做仿真的时候，是在计算完电角度后，要加上一个3/2*pi的一个角度，具体参考哪篇文章我忘记了，所以我就给电角度加上了3072，得到新的电角度。实验结果是电机先反转几周，再接着正转，波形也比较平稳，电机没有振动
同时我也试了加上2048和1024的情况，在2048时，电机只是正转，电流也比较好，在1204时，电机正转，但是波形很不好，而且有振动
想问一下大家，这个电角度需不需要加入这个3/2*pi，不加的话电机波形为什么会很乱而且在这种乱波形下，为什么可以起转？
谢谢！
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xmanback

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发表于：2009-10-11 19:58:02
1楼
高手来帮我看看！！！
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波恩

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发表于：2009-10-11 21:25:15
2楼

理论上电角度＝机械角度×电机极对数

如果机械角度归算为弧度，则电角度可以跟着用弧度，此时需要乘4；

机械角度为反馈脉冲数，电角度也为脉冲数，以2500ppr编码器为例，如果电机为4对极，反馈一周为10000脉冲，每个电角度周期为2500脉冲，如果正弦表长度设计为2500，则电角度增量与反馈计数增量等同，也不必单独乘以4。

如果单独乘3/2*pi，乘了，电角度的逻辑值就和物理值相差了4.71倍，会出现差拍，相位时而超前，时而滞后，所以才会先正转几圈再反转几圈的现象。

另外，看电流时，最好尽可能均匀地给电机轴加上（些）负载。

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xmanback

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发表于：2009-10-12 14:36:59
3楼

编码器是这样设置的：

2500线编码器，采用正交编码电路，A、B两路脉冲信号检测上升下降沿，每一圈脉冲计数10000，电机为4极，脉冲值计算得到的角度乘以4为电角度，然后再处理电角度的高位和乘以系数，使它的范围变为0-4096，再计算sin角度(255个表)

电流环如果不加上(+,不是乘)3/2*pi，电角度直接参与计算，波形就如第一个，很差，但是假如一个角度后(3/2*pi和pi)，波形都比较好，这点我还是没有搞明白，请恩波指教，看看会是哪里的问题

 

 

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xmanback

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发表于：2009-10-12 14:38:26
4楼
空转和加负载运行，有什么区别？
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波恩

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发表于：2009-10-12 20:39:58
5楼

如果伺服无需兼容多种反馈分辨率，正弦表的长度最好是反馈分辨率的极对数分之一。

在矢量控制正确时，电机出力处于最佳状态，空载下电机阻力很小，会尽可能地加速，直到反电势与驱动电压平衡，此时电机电流幅值很小，正弦度好不了；加载后，电机需要更多的电流来抵抗负载，电流幅值加大，正弦度可能变得好很多。

 

另，楼主乘上与pi相关的系数后，电机整周出力是否均匀？

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xmanback

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发表于：2009-10-12 21:25:18
6楼

感谢波恩了！

现在在解决为什么跟踪不上转速的问题了

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寒山飞狐

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发表于：2010-11-16 22:42:01
7楼
这个是很久的帖子了，不知道恩波先生还能不能回复下我啊，最近我也碰到了一些问题，在永磁同步电机调速的时候，一个是转速上不去，反馈的电流波形正弦度很差，幅值蛮大，电机大约只能稳定在60rpm，而且时不时的有震动，转速不是很平稳。想请教一下可能是什么问题。谢谢了
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波恩

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发表于：2010-11-17 10:53:40
8楼

是永磁同步电机的开环调速？还是闭环伺服？

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se_happy

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发表于：2010-11-17 16:23:48
9楼

电角度正确的情况下，负载力矩恒定的时候，输出三相电流才是比较好的正弦

楼主电角度加上固定值后，很可能电角度已经不对了，即使是空载三相电流也会比较大，反而表现的正弦电流度好

但实际上电角度错了，解耦也就错了，id肯定是不等于0的

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寒山飞狐

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发表于：2010-11-27 11:04:03
10楼
引用波恩 的回复内容：

是永磁同步电机的开环调速？还是闭环伺服？



电机是永磁同步电机，现在作闭环控制，经过这几天的努力，终于发现是旋变的方向和电机的方向定义错误，经过改正电机现在能够比较平稳的运转了，但是转速还是不改，我只保留了电流环调试，也就是直接给定Iq的数值，然后去调节电流环的PI，请问各位，Id Iq到Vd Vq的两个PI一定需要设置为一样的数值吗？另外就是我看老外做了一个前馈控制，也就是在Id Iq 直接解耦通过PI计算Vd Vq的基础上增加了一个回路，添加了转速和磁通，以及电机的参数再补偿了一个Id Iq，工控现场有这样的设计么？我认为对于永磁同步电机个人觉得直接解耦就好了，另外本人是自己写的程序用FOC+SPWM的方式实现控制的，调制比暂时强制在【0 1】，请恩波老师提示点帮助，谢谢
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波恩

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发表于：2010-11-27 19:26:24
11楼

电角度增加方向搞反了，原则上电机会锁轴。

其原因可参见帖子：《伺服电机UVW动力线相序接错，何以导致飞车？ [原创] 》http://www.gongkong.com/webpage/forum/200809/2008091217213900001-1.shtml

 

电流环和矢量控制中q轴和d轴的PI参数是否一致取决于电机dq轴参数的差异性，取一致参数是最简单的处理方法，运行起来没有问题，但深究所谓的性能必然会有影响。

电压前馈补偿需根据电机模型的物理参数进行，也许会有效果，不补，就需要完全由PI，尤其是几分环节去被动跟随和适应。

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kyo2000652

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发表于：2010-11-29 09:01:55
12楼

   实际上楼主的那个2/3pi的仿真问题源于欧美坐标系跟我国习惯的坐标系相差这个角度，在matlab仿真中，它所提供的simunlink电机模型输出跟楼主自己做的坐标变换模块（或者相关计算模块）之间采用了不一样的坐标系

  在实际应用中，因为我们的矢量控制系统不含有电机本体的仿真模型，所以只要保证其他模块的坐标系都是一个标准的就不用加这个角度，否则就是画蛇添足。

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xiaoqiang

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发表于：2010-12-01 21:08:45
13楼
楼上是3*pi/2这个问题的正解。用MATLAB建仿真模型的时候，经常会见+3*pi/2或者-pi/2。就是因为MATLAB里面的电机模型坐标有一个90°的差别
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heart_hunter

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发表于：2014-06-06 16:36:19
14楼

我想问下楼主，在计算电子角度的sin值的时候，我的sin（x）中的x是-pi~pi，电子角度如何向x转化？？电子角度一圈是不是对应sin函数一个周期？

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jianjianguoqin

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发表于：2014-06-29 18:33:47
15楼

你好  楼主  你是怎么做速度开环实验的？   d，q给定一个值，电角度是自己给定还是用编码器反馈回来的？

 

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征

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发表于：2014-07-06 13:23:54
16楼

嗯！
从上到下，一点都不着边际！

回去多看看书吧。


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