电机控制制的基本理论是先在背后理解

线性系统是什么？

时域：微分方程，差分方程；

频域：傅立叶分析，拉普拉斯变换，Z变换

时域和频域突然比较

频率响应：输出范围和相位随输入正弦波频率的变化而变化。

系统阶数

传递函数的极点

何谓伺服

l 伺服，又称随动，用于控制被控对象的转角，使其能够自动、连续、准确地复制输入指令的变化规律

l 通常是具有负反馈的闭环控制系统

l 对伺服控制系统的要求是稳定、准确、快速

基本功能组成

三环设计位置伺服控制系统

由内而外，电流环、速度环和位置环决定了外环的性能

系统使用模式

电流模式：无需更换电流放大器

力矩模式：电流模式 换相

速度模式：调速系统

位置模式：根据转子位置，与转子磁场方向正交的合成磁场被称为替换

G(s)——调节器，可变

H(s)——开环传输函数(系统固有)不可变

注意系统性能

精度、分辨率、带宽控制

容量(输出)

辅助功能(易用性)

可靠、安全

采样率、ADC处理器位数、位数

调整方法和智能化程度

大声念

开环系统必须是稳定系统。

稳定的闭环系统必须是负反馈系统。

闭环系统的稳定性与系统的开环传输特性有关。

当相位延迟180度时，系统变成正反馈

正反馈系统对正反馈系统，当K当小于1时，系统仍然稳定稳定

K与1的关系对系统的稳定性起着决定性的作用

相位裕度1(0dB）相位延迟距180度，一般要求大于45度；

增益裕度：当相位延迟为180度时，增益倒数，一般要求大于10度dB；

经典二阶系统

二级系统的特征参数

阻尼比z无阻尼自然振荡角频率对系统的响应有决定性的影响。

欠阻尼时，二阶系统的单位阶跃响应是

电机种类

步进电机是将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元步进电机。

变频电机是通过调整电机的供电频率来调节电机转速的感应电。

伺服电机又称执行电机，用作自动控制系统中的执行元件，将收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速输出

步进电机的特点

点位控制一般采用脉冲量控制；

开环控制没有反馈，有失步的可能；

低频振动易发生在低速；

输出扭矩随着速度的增加而下降，高速时会急剧下降，容易堵塞。因此，其最高工作速度一般为300~600RPM。

过载能力差：一般无过载能力，在选择时为了克服惯性扭矩，往往需要选择较大扭矩的电机；

响应速度慢:步进电机需要200~400毫秒才能从静态加速到工作速度(一般每分钟几百转)

成本低，100-200w步进电机200多元，一套400-500元

变频电机的特点

主要用途是调速；

主要功能是实现无级和可设定的多级变速；

可控制开环和闭环状态；

闭环控制精度低，在速度控制和扭矩控制要求低的情况下使用；

可实现大功率，变频器可实现数千KW，甚至上万KW；

成本低，小功率变频价格超过1000

伺服电机的特点

闭环控制，控制精度高；

响应快，空载或轻载，200W以下伺服电机速度环带宽可达500-1000Hz；

伺服电机在高速下实现高扭矩；

过载能力强，一般过载能力2-3倍；

允许稳定，具有共振点抑制功能；

成本高，一套至少3000元；

伺服电机的主要技术参数

伺服驱动器

驱动伺服电机的电子装置；

矢量控制算法；

通过PWM驱动电机；

闭环控制；

矢量控制

1.在磁场中计算转子的电角；

2.实时确定控制电流的角度；

3.正交坐标系下的矢量电流通过坐标变换分解为U、V、W三相电流；

4.以PWM方式控制每相电流的大小；

换相（Commutation）:根据转子位置，与转子磁场方向正交的合成磁场被称为替换