【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，屬于永磁同步電機控制。
技術介紹
1、在高精度、高穩定度的星載二維轉臺驅動控制系統中，因可靠性原因不能使用滑環，故載荷、熱控實施和永磁同步電機所搭配使用的電纜較多，此電纜的作用會對二維轉臺產生非線性干擾，且不可忽略，尤其做“指向”操作時，pi參數設置小了，可能達不到目標角度就無法驅動了，但是pi參數設置大了，到了目標角度后，“抖動”又太大了導致轉臺上的相機又無法成像，使圖像模糊。若關斷電機供電，又因電纜干擾力矩導致脫離目標角度，為了解決此問題，二維轉臺采用帶諧波減速器間接驅動，當轉臺到達目標角度，不再控制電機，這樣“抖動”現象就自然消失，故用了諧波減速器可以克服電纜干擾力矩現象，此方案可謂是一舉多得。但是按現有的控制策略是以基于電機端高速磁碼盤為速度環控制，磁碼盤沒有直接記錄圈數，通常做法以負載端的光碼盤角度信息乘以傳動比后得到等效電機端的角度，從而進一步推得電機端磁碼盤的圈數，再與電機端磁碼盤信息組合電機端的角度信息，此角度信息與上個控制周期得到的角度信息作差分運算得到速度反饋信息，因光電碼盤有噪聲以及并不是所有角度信息換算成電機端信息都是乘以傳動比，此兩者誤差疊加后就導致圈數不準確，從而導致反饋速度“大跳”，如圖示，此外另一個問題：轉臺做“指向”等功能就很難如同直接驅動一樣快速響應。需要計算傳動比，而且要實時調整傳動比幾乎不可能，基本上做不到一步到位，而是經過多次調整后，方可以達到所需目標。除了指向精度不高以外，關鍵是耗時很長，且指向重復精度不穩定，這是用戶無法接收的。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，無需考慮傳動機構的傳動比及其動態變化，由于負載端閉環反饋信號的引入，若負載端存在偏差后可直接通過控制系統閉環，從而降低控制時延，實現速度模式和“指向”模式的快速響應。
2、本專利技術的技術解決方案是：一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，包括：
3、步驟s1：建立基于電機端高速磁碼盤反饋電流環模型；
4、步驟s2：對所述基于電機端高速磁碼盤反饋電流環模型進行仿真，得到電機端高速磁碼盤反饋電流環仿真結果；
5、步驟s3：計算所述電機端高速磁碼盤反饋電流環仿真結果與電機端高速磁碼盤反饋電流環實驗結果的電流誤差，判斷電流誤差最大值是否小于m1；若否，調整電流環參數，重復步驟s2；若是，否則進入步驟s4；
6、步驟s4：建立基于負載端低速光電碼盤的速度環模型；
7、步驟s5：對所述基于負載端低速光電碼盤的速度環進行仿真，分別采用階躍波形和梯形波形進行跟蹤仿真，得到基于負載端低速光電碼盤的速度環仿真結果；
8、步驟s6：計算所述基于負載端低速光電碼盤的速度環仿真結果與負載端低速光電碼盤反饋速度環實驗結果的速度誤差，判斷速度誤差是否小于m2；若否，則繼續調試速度環參數，重復步驟s5；若是，則進入步驟s7；
9、步驟s7：建立基于負載端低速光電碼盤作為反饋信號的位置環模型；
10、步驟s8：對所述基于負載端低速光電碼盤作為反饋信號的位置環模型進行仿真，得到基于負載端低速光電碼盤作為反饋信號的位置環仿真結果；
11、步驟s9：計算所述負載端低速光電碼盤反饋位置環仿真結果與負載端低速光電碼盤反饋位置環實驗結果的位置誤差，判斷位置誤差是否小于m3；若否，則繼續調試位置環參數，重復步驟s8；若是，則達到所需的定位精度。
12、進一步地，所述步驟s1中，根據矢量控制算法建立基于電機端高速磁碼盤反饋電流環模型，包括：
13、建立電流環傳遞函數其中，if(s)為復頻域電流反饋；ic(s)為復頻域電流命令；rs為電機相電阻rp及采樣電阻rs之和；kip為電流環比例系數；kii為電流環積分系數；lp為電機相電感；udc為逆變器中心電壓；rp為電機相電阻；rp為采樣電阻。
14、進一步地，所述步驟s3中，m1為20碼字。
15、進一步地，所述步驟s4中，建立基于負載端低速光電碼盤的速度環模型，包括：
16、建立速度環傳遞函數其中，ωf(s)為復頻域角速度反饋；kfvr為角速度前饋增益；kvp為速度環比例；kvi為速度環積分；ωc(s)為復頻域角速度命令；j為總轉動慣量；kt為電機力矩常數。
17、進一步地，所述步驟s6中，m2為20碼字。
18、進一步地，所述步驟s7中，建立基于負載端低速光電碼盤作為反饋信號的位置環模型，包括：
19、建立位置環傳遞函數其中，θf為角度反饋，θc為角度命令，kpp為位置環比例，kpvfr為位置環前饋，kvi為速度環比例，kvfr為速度環前饋，kvi為速度環積分，j為總轉動慣量。
20、進一步地，所述步驟s9中，m3為10碼字。
21、一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述的計算機程序被處理器執行時實現所述一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法的步驟。
22、一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述的處理器執行所述的計算機程序時實現所述一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法的步驟。
23、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
24、(1)本專利技術采用了一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，通過電機端高速“磁碼盤”只做電流環反饋，負載端的低速“光電碼盤”做速度反饋和位置反饋，這在建模及控制程序都不需要傳動機構的傳動比系數g，更無需考慮傳動比系數是否是常數還是動態變化。直接通過控制系統閉環，實現速度模式和“指向”模式的快速響應。
25、(2)本專利技術使用電機端高速“磁碼盤”反饋進入電流環控制，調試時同步采樣電機的相電流，經clark變換和park變量得到的q軸電流作為電流環的響應，此q軸電流反饋isq與q軸命令isqref組成電流環控制，因此電流環就等效于一個2階低通濾波器。
26、(3)本專利技術采取負載端低速“光電碼盤”作為“速度環”反饋，將光電碼盤兩個相臨采樣角度信息作差分運算獲得“角速度”，雖然此差分會引入噪聲，此噪聲通常達到用戶可接收的范圍內。通過仿真及實驗不斷調整速度環3參數，如此得到速度環響應速度及速度控制精度。
27、(4)本專利技術采取負載端低速“光電碼盤”作為“位置環”反饋，此位置環是建立在之前“速度環”基礎上，機構按“位置往復”模式運行，通過仿真及實驗可以調節位置環2個參數，關注角度誤差，如此反復，可得到此位置環響應速度及位置控制精度。當達到符合要求后，再讓機構做“位置指向”模式，通常指向精度達到5角秒之內，完全滿足用戶指標要求。
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1.一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S1中，根據矢量控制算法建立基于電機端磁碼盤反饋電流環模型，包括：
3.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S3中，M1為20碼字。
4.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S4中，建立基于負載端光電碼盤的速度環模型，包括：
5.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S6中，M2為20碼字。
6.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S7中，建立基于負載端光電碼盤作為反饋信號的位置環模型，包括：
7.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟S9中，M3為10碼字。
8.一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程
9.一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于：所述的處理器執行所述的計算機程序時實現如權利要求1～權利要求7任一所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟s1中，根據矢量控制算法建立基于電機端磁碼盤反饋電流環模型，包括：
3.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟s3中，m1為20碼字。
4.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟s4中，建立基于負載端光電碼盤的速度環模型，包括：
5.根據權利要求1所述的一種永磁同步電機雙反饋控制的快速響應方法，其特征在于，所述步驟s6中，m2為20碼字。
6.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂奇超，黎梟，孫丹峰，周恒杰，黃小光，
申請(專利權)人：上海航天控制技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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