统发展成为闭环控制系统。在数控机床的应用领域永磁式直流电动机占统治地位其控制电路简单无励磁损耗低速性能好。但是随着现代工业的快速发展其相应设备在精度、可靠性能上对电伺服驱动系统提出了越来越高的要求。而传统直流电动机采用的式机械式换向器在应用过程中存在很多问题因此多年来人们一直在努力寻求以交流伺服电机取代具有机械换向器和电刷的直流伺服电机以满足各种应用领域尤其是高精度、高性能伺服驱动领域的需要。
第三个发展阶段20世纪80年代至今这一阶段是以机电一体化时代为背景的由于伺服电动机结构及其永磁材料、控制技术的突破性进展出现了无刷直流伺服电动机、永磁同步交流伺服电动机等种种新型电动机与其相适应的伺服驱动装置经历了模拟式、数模混合式和全数字化式阶段。20世纪70年代之前电气伺服系统完全是直流
f伺服的天下因为当时用交流电机无法实现高性能的调速系统。80年代之后随着电机技术、现代电力电子技术、功率电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术的快速发展微处理器技术、大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高大大推动了交流伺服驱动技术的进步人们借助于高性能的电机专用数字信号处理器DSP和各种控制技术使交流伺服系统的控制性能大大提高。交流伺服技术交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。先前一直困扰的交流伺服电动机控制复杂、调速性能差等问题均取得了突破性的进展使交流伺服系统性能日渐提高价格进一步降低交流伺服驱动技术已经成为工业领域实现自动化的基础技术之一。交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域。
122控制策略的概述
控制策略的发展推动着伺服系统的升级和进步。控制交流伺服系统的关键是实现电机瞬时转矩的高性能控制。矢量控制是由德国西门子公司的Blaschke于1971年提出的。矢量控制理论的基本思想就是以转子磁链这一旋转空间矢量为参考坐标将定子电流分解为相互正交的两个分量一个与磁链方向相同代表定子电流的励磁分量另一个则与励磁方向正交代表定子电流的转矩分量。分别对两个分量进行独立的控制可以获得直流电机一样良好的动态特性。矢量控制需要进行复杂的坐标变换并且对电机的参数依赖性很大即使电机参数能够精确测量也只有在稳态的情况下才能实现完全解耦。采用普通PI调节器的矢量控制系统其性能受参数变化以及各种不确定性影响比较严重即使在参数匹配r