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振镜伺服系统带宽提升方法研究

2022-07-21高宇杰张承瑞丁信忠李虎修陈攀

电气传动 2022年14期

高宇杰,张承瑞,丁信忠,李虎修,陈攀

(1.山东大学机械工程学院,山东 济南 250061;2.山东大学高效与洁净机械制造教育部重点实验室,山东 济南 250061;3.上海新时达电气股份有限公司,上海 201800)

激光振镜系统中振镜电机控制有小惯量、低幅值、高频率的特点,从而提升电流环带宽,解决谐波、延迟等问题成为重点。在id≡0 的解耦矢量控制下[1],除利用可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)并行计算能力提升计算速度外,减小电流环延迟目前有两大类方法:改变一个周期内的电流采样以及脉宽调制(pulse width modulation,PWM)占空比更新方式;使用其他控制策略代替PI 控制实现电流环带宽的扩展。当控制周期一定,降低延时、减小信号噪声和损失,将有助于提高电流环带宽,从而实现高频位置环给定信号跟踪。

文献[2-3]分析了多种单次采样单次更新(single sample single update,SSSU)策略,在DSP中实现载波周期内两次电流采样两次占空比更新方法,电流环带宽有本质性提升;文献[4]基于双采双更,提出在PWM 更新前某一确定时刻电流采样并计算,由k时刻前计算出的占空比在k时刻输出,其本质上同单周期内双采双更无太大区别;文献[5]总结了单次采样单次更新、双次采样双次更新(double sample double update,DSDU)、即时更新等电流环更新方式,具有延迟大、三相输出电压为零时间长、母线电压利用率低、处理器性能要求高等缺点,另提出的增量式更新方式计算量较大;文献[6]提出一种无差拍电流预测控制,相比于电流环PID 控制获得了更高的动态响应性能和更少的谐波分量,实现对电流指令无超调快速跟踪;……

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