Tecnología de control de servomotor de actuador electromecánico basada en control de rechazo activo de perturbaciones
Autores: Fang, Qian; Zhou, Yong; Ma, Shangjun; Zhang, Chao; Wang, Ye; Huangfu, Haibin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Tecnología de control de servomotor de actuador electromecánico basada en control de rechazo activo de perturbaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Actuadores electromecánicos
Tecnología de control servo
Control de rechazo de perturbaciones activas
Observador de estado extendido
Motor síncrono de imán permanente
Control vectorial
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los actuadores electromecánicos (EMA) se están utilizando cada vez más. Como tecnología central de los EMA, la tecnología de control de servo determina su rendimiento. En este documento, se propone un método de control de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) con un observador de estado extendido (ESO) mejorado para diseñar un controlador en cascada de EMA basado en un motor síncrono de imán permanente (PMSM). Se establece el modelo matemático de PMSM en un sistema de coordenadas rotativas de dos fases, luego se desacopla mediante un método de control de corriente para realizar el control vectorial del motor. En un sistema de control vectorial de tres lazos cerrados, se diseña un controlador PID que incluye lazo de corriente, lazo de velocidad y lazo de posición. Para resolver los problemas causados por el ruido de medición, el enlace del filtro y el sistema se modelan como un todo, y se construye un ESO mejorado. Sobre esta base, se diseña y simula un controlador ADRC del lazo de velocidad y lazo de posición de PMSM basado en Simulink. Basándose en la plataforma de prueba física, se completan una prueba de paso de carga y una prueba de perturbación de carga de ADRC. Los resultados muestran que, en comparación con el método PID, el método ADRC acorta el tiempo de respuesta en un 25% en promedio y reduce el sobrepaso en un 60% en promedio. Por lo tanto, se puede concluir que el ADRC tiene un buen rendimiento estático y dinámico, lo que tiene un buen papel orientador para la práctica de ingeniería.
Descripción
Los actuadores electromecánicos (EMA) se están utilizando cada vez más. Como tecnología central de los EMA, la tecnología de control de servo determina su rendimiento. En este documento, se propone un método de control de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) con un observador de estado extendido (ESO) mejorado para diseñar un controlador en cascada de EMA basado en un motor síncrono de imán permanente (PMSM). Se establece el modelo matemático de PMSM en un sistema de coordenadas rotativas de dos fases, luego se desacopla mediante un método de control de corriente para realizar el control vectorial del motor. En un sistema de control vectorial de tres lazos cerrados, se diseña un controlador PID que incluye lazo de corriente, lazo de velocidad y lazo de posición. Para resolver los problemas causados por el ruido de medición, el enlace del filtro y el sistema se modelan como un todo, y se construye un ESO mejorado. Sobre esta base, se diseña y simula un controlador ADRC del lazo de velocidad y lazo de posición de PMSM basado en Simulink. Basándose en la plataforma de prueba física, se completan una prueba de paso de carga y una prueba de perturbación de carga de ADRC. Los resultados muestran que, en comparación con el método PID, el método ADRC acorta el tiempo de respuesta en un 25% en promedio y reduce el sobrepaso en un 60% en promedio. Por lo tanto, se puede concluir que el ADRC tiene un buen rendimiento estático y dinámico, lo que tiene un buen papel orientador para la práctica de ingeniería.