[发明专利]一种动态响应伺服系统控制系统

说明书

本发明公开了一种动态响应伺服系统控制系统，包括速度环、电流环和放大器，所述速度环、电流环和放大器依次串联，所述放大器与电流环之间通过电流反馈电路连接，对电机电流进行闭环控制，速度环的输出为电机q轴电流的给定，电流环的输出为三相电压参考，放大器对三相电压参考进行放大，实现电机的驱动，本发明的电流环采用解耦算法，分别对电机转轴角度和d、q轴电压进行补偿，从而抑制相电流的有效值，实现高动态响应伺服系统的控制。

技术领域

本发明涉及伺服系统控制技术领域，具体为一种动态响应伺服系统控制系统。

背景技术

目前，飞机对伺服系统的动态性要求不断提高，并且伺服系统在运行过程中存在负载变化剧烈的工况，并且伺服系统中电机的极对数越来越高，由于d、q轴之间的耦合和控制的延迟，这些因素会引起d轴电流的失控，从而导致侗服系统中电机相电流有效值的增加。因此，为了抑制相电流的有效值以适应机载苛刻体积要求下驱动模块的有限容量，电流环除了需具备较高的控制频率外，还需设计d、q轴的解偶方法和角度补偿方法，从而实现高动态响应伺服系统的控制。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种动态响应伺服系统控制系统，解决了伺服系统在高动态控制时由于d、q轴之间的耦合和控制的延迟引起的d轴电流失控问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括速度环、电流环和放大器，所述速度环、电流环和放大器依次串联，所述放大器与电流环之间通过电流反馈电路连接，对电机电流进行闭环控制，速度环的输出为电机q轴电流的给定，电流环的输出为三相电压参考，放大器对三相电压参考进行放大，实现电机的驱动。

优选的，所述速度环包括一路PI控制器，根据速度给定、速度反馈和速度补偿实现速度闭环，速度环的输出为电机q轴电流的给定。

优选的，所述电流环包括两路PI控制器，分别计算d、q轴的参考电压Ud和Uq，所述电流环PI控制器的输出限幅为0.577倍的实时母线电压。

优选的，所述电流环还包括两组采样装置，分别对电机转速w和电机转子角度的离散量进行取样，通过对所采样数据的补偿计算计算补偿后的电机转子角度位置。

优选的，所述电流环还包括滤波器，所述滤波器为采用4滑窗的平均滤波器。

（三）有益效果

本发明具备以下有益效果：本发明的电流环采用解耦算法，分别对电机转轴角度和d、q轴电压进行补偿，能够有效的针对伺服系统在高动态控制时由于d、q轴之间的耦合和控制的延迟引起的d轴电流失控，从而抑制相电流的有效值的增加，实现高动态响应伺服系统的控制。

附图说明

图1为本发明总体控制框图；

图2为本发明电流环的电压补偿控制框图；

图3为本发明电流环的角度补偿控制框图；

图中：Id为d轴电流给定，Iq为q轴电流给定，Idf为d轴电流反馈，Iqf为q轴电流反馈，Ud为d轴电压参考，Uq为q轴电压参考，Uds为d轴输出电压，Uqs为q轴输出电压，Ud*为d轴电压补偿，Uq*为q轴电压补偿。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。