摘 要:對于時代的發(fā)展需要先進技術(shù)的支持,無論是各種行業(yè),在社會高速發(fā)展的今天都必須進行發(fā)展革新才能跟上時代的步伐。對于電機的控制而言同樣如此,電機作為工業(yè)的必要執(zhí)行元件,其重要性可想而知,而電機控制質(zhì)量的好壞直接影響設(shè)備的生產(chǎn)能力,對此,需要穩(wěn)定高效的控制算法來進行電機的控制。目前的先進控制理論也在不斷發(fā)展,本文則對先進控制理論進行介紹研究。
關(guān)鍵詞:先進控制理論;電機控制;策略
隨著科技的發(fā)展,對于行業(yè)的發(fā)展與加工要求越來越高,因此對于控制而言提出了更高的要求。對于電機而言,其應(yīng)用范圍廣,應(yīng)用場合多,對于機械生產(chǎn)、電氣控制以及平時的設(shè)備產(chǎn)品都離不開電機,而目前的發(fā)展對于電機的控制要求越來越高,傳統(tǒng)的控制方式對于電機的發(fā)展而言產(chǎn)生脫節(jié),對此,需要更加先進的控制方式來支撐電機控制。目前而言對于控制的方法與理論不斷發(fā)展,并且產(chǎn)生了具有了一定的效果,如今的先進控制理論在電機控制中應(yīng)用也越來越廣泛。
1 控制理論的發(fā)展過程
1971年,德國學(xué)者Blaschke提出了交流電動機的矢量控制,[1]打開了電機控制的大門,至此,電機控制技術(shù)高速發(fā)展,并且交流伺服電動機的應(yīng)用范圍越來越過,逐步替代以往老舊的直流電動機。
1985年,德國學(xué)者Depenbrock提出直接轉(zhuǎn)矩控制理論,[2]控制定子磁鏈空間和電磁轉(zhuǎn)矩,簡化了控制系統(tǒng),為控制理論提供了方向。
隨著技術(shù)的進一步發(fā)展,控制方式慢慢向無傳感器方向發(fā)展,目前對于該方式依舊處以研發(fā)階段,并沒有廣泛的應(yīng)用,該控制方式需要繼續(xù)將強理論基礎(chǔ)。
直接控制的發(fā)展,該控制方式減少了機械系統(tǒng)的控制阻礙,但是卻提高了控制的難度,為此,需要進行進一步的創(chuàng)新發(fā)展。
技術(shù)發(fā)展至今,越來越多的先進控制理論與控制算法涌現(xiàn)出來,為電機控制發(fā)展增加了推動力,其中較為典型的先進控制理論有魯棒理論、智能控制以及自抗器控制。
2 魯棒控制理論的應(yīng)用
魯棒控制是指為了滿足控制系統(tǒng)的需要,在進行實際的控制過程中在既定的參數(shù)設(shè)置好之后,便不允許進行修改,并且能夠滿足最低的控制要求,目的是為了提高控制的可靠性。魯棒控制的最大優(yōu)點是其可靠性的保證,即便是在條件惡劣的條件下依舊能夠進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。該控制理論是對電機工作產(chǎn)生的頻率范圍或者時間范圍來進行控制,以此來進行信息識別。
對于多電機的同時控制,協(xié)調(diào)運作時需要高精度的保證,但是由于很多場合對于電機的配合要求過高,很多時候都無法準(zhǔn)確的解決,對于模型的建立與應(yīng)用十分困難,并且還具有各種干擾性因素的影響,給予這種控制環(huán)境下,魯棒控制理論則被提出應(yīng)用。由于多電機同時工作時電機的模型、負載和跟蹤曲線不確定,因此人們在多電機協(xié)調(diào)工作時進行魯棒控制理論的應(yīng)用,例如確定每軸靜態(tài)的跟蹤誤差在模擬參考輸入中小于允許的差值范圍,則采用魯棒控制理論作為位置環(huán)補償器。[3]
3 智能控制理論的應(yīng)用
智能化是當(dāng)下發(fā)展的主流趨勢,尤其是在控制方面,智能化發(fā)展是主旋律,其智能化電機控制的應(yīng)用是指在電機能夠根據(jù)工作環(huán)境自行進行控制,通過這種方式進行柔性加工的發(fā)展,該控制理論需要多各學(xué)科的交叉控制才能夠有效完成,因此需要嚴(yán)格把握。
對于智能控制而言主要有兩種方法,分別為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和模糊控制兩種方法,這兩種方法也是智能控制的兩種基本方法。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法,是對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動與控制進行控制,通過類似于人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),將各種信號進行抽象處理,進而進行反饋傳輸,通過這種方式使電機能夠?qū)ν饨绲男盘栕兓龀銮‘?dāng)?shù)姆从常哉w提高電機的轉(zhuǎn)動與穩(wěn)定性。
模糊控制理論是以人的模糊思維新型控制,與人的語言方式類似,能夠?qū)崿F(xiàn)智能的反饋控制,通過模糊控制的方法,能夠使電機在運行中始終處于較為理想的運動狀態(tài),實現(xiàn)良好的運動能力。
4 電抗器控制應(yīng)用
PID控制調(diào)節(jié)是當(dāng)下最為普遍也最為便利的控制方式,但是PID控制仍舊有不足之處,電抗器的提出應(yīng)用有效改善了PID調(diào)節(jié)的不足之處,采用了非線性的方式,這種方式是在原有PID控制上進行革新,取其精化,去其糟粕,實現(xiàn)達到更為理想的控制方式。
該控制方式主要用于異步電動機的控制,異步電動機存在高線性、高階等特征,在實際的工作過程中,會出現(xiàn)線性耦合的現(xiàn)象,并且是在運行過程中各因素之間相互作用影響。而自抗器屬于非線性結(jié)構(gòu),減少了很多相互作用之間的干擾,并且能夠?qū)﹄姍C運動能夠進行監(jiān)控,排除了以往的控制不良的問題,具有不錯的控制能力。
5 總結(jié)
電機是工業(yè)設(shè)備的重要組成部分,因此,對于電機的研發(fā)與控制對工業(yè)設(shè)備的發(fā)展具有很大的推動作用。本文首先對電機控制理論的發(fā)展過程進行相應(yīng)的了解,明確當(dāng)下的控制能力與未來的發(fā)展方向,其次對目前較為先進的控制理論進行探討,了解目前先進的電機控制理論的優(yōu)勢所在以及應(yīng)用范圍。在未來發(fā)展中,電機的控制理論依舊是不可避免的話題,需要繼續(xù)努力。
參考文獻:
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[2]張凌云,賴豪杰.先進控制理論及策略在電機控制中的應(yīng)用[J].電機技術(shù),2005(2):38.41.
[3]史國亮,孫友松,黎勉,等.1100kN伺服曲柄壓力機控制系統(tǒng)研究[J].鍛壓技術(shù),2009,34(2):79.82.
作者簡介:張凱強(1989.),男,漢族,碩士,研究方向:電氣工程及其自動化。