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:0 | 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!



xmanback

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发表于:2009-10-11 19:58:02
1楼
高手来帮我看看!!!

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。

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

 

 

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?

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?

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

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

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?

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

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

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。

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。

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

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?

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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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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