Hi 各位:
我在高速旋转部件上进行伺服控制的时候有几个问题想和大家讨论下,系统基本控制架构如下如所示:
我用visio画的图,外部的大圈是高速顺时针旋转的部件,旋转速度约200rpm,部件转动惯量较大,旋转半径1.5m左右。而旋转部件上有一个实现平面伺服控制运动的系统,具体实现A到B或者C到D的点对点的运动。
伺服控制单元使用的是无刷直流电机,坐标系我是按笛卡尔坐标来处理:
有两个问题:
(1)大部件静止的时候,伺服控制部件处于0°,或者180°的位置,此时平面运动我是忽略重力负载的影响。实测伺服运动部件电机输出转矩电流较大,能达到额定电流的一半左右。电机实际转矩电流为什么会这么大?有没有办法将电流控制到较小范围内?
(2)大部件高速旋转的时候,伺服控制单元处于静止条件,观测电机实际输出转矩电流不断增大,最大电流能达到额定电流的2~3倍,接近峰值电流。持续一段时间后,伺服系统驱动器就报错了。我是按下面的思路来分析的,不知道是否正确:旋转时候按切向力和法向力来分析,T - T阻 = J*a,伺服电机虽然处于静止条件下,T = T阻,旋转时,T阻会变大,导致T变大,T = CYi,进而转矩电流增大,实测电流能从-1.5A变化到3A左右。
由于机械结构上不带自锁功能, 实际转矩电流太大了,驱动器很容易报错,这种情况下,有没有办法把实际转矩电流控制在较小范围内?而电流或者转矩限幅后,转矩输出小,响应较慢,又容易出现位置超差错误。
(3)控制参数的调节有需要特别注意的地方吗?我这边使用的是P/PI控制器,位置环P,速度环PI控制器,但是为了保证跟随效果,速度环的积分我放的挺大的。速度前馈调的也挺大。