关于高性能传动系统几点看法

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2021年第8期

2021年5月31日发布

     无论是写论文还是做产品，很多人都喜欢以高性能控制为噱头，即使很多不满足高性能控制，却也贴上智能控制的标签。其实，在当下的诸多的企业中，实现所谓的高性能控制，实则很难，笔者以为，实现高性能控制，首先要解决高性能问题，然后再去考虑在高性能下的控制问题。

       高性能大致有以下几个方面需要考虑：快速的动态响应，良好的稳态性能，精确的控制能力。

       根据以上情况，目前高性能的控制策略大致分为：磁场定向控制，直接转矩控制，非线性控制，预测控制。 

      矢量控制通过定子电流的两个分量进行磁链和转矩的间接控制，技术相对较成熟。由于其过度依赖电机的数学模型，其鲁棒性易受到参数变化，磁场饱和，杂散损耗等影响。

       该方法的主要问题是在主磁链变化时，电机的机械方程存在非线性。

      直接转矩控制摒弃电流环，直接对磁链和转矩实施间接控制。其受电机参数变化影响较小，控制精度与转子回路参数无关，但易受定子电阻变化影响低速性能。

        非线性控制的引入有效的提高了机械子系统和电磁子系统的解耦程度。在磁链幅值恒定的情况下，非线性控制性能等同于矢量控制，当磁链的动态变化时，非线性控制系统具有更好的传动系统总体响应指标。

       预测控制近些年刚刚兴起，还未见产品推出。其具有更快的动态响应和更低的开关频率的优势。

        另外，高性能控制效果如何，一般需要多个评价控制策略的指标来论证，例如：观测器的精确性、鲁棒性，转矩脉动大小，谐波损耗是否更低，容量体积比，噪声指标，故障容错性，零频率附近稳定性，受电机参数和温度影响的鲁棒性，机械和电磁子系统的解耦能力等。

       高性能控制是一个理论和实践相结合的过程，拥有良好的理论基础，配合不断优化的控制策略，再加上在实践中不断获得的操作经验，三者相辅相成，相互促进，才能最终形成一套完美的高性能控制策略。

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