希思克浅谈直驱电机控制要求及难度

文章来源：东莞希思克传动科技有限公司    发布日期：2023-4-8    浏览：189次

直驱电机对于控制系统的技术开发提出了较高的要求，大致上包括以下几点：

• 由于高速要求，整定时间短(例如焊线机的应用上)，所以控制上一定要在最短的时间内让电机整定下来;

• 在一些激光加工或者检测领域，要求运行过程特别平稳，不管是速度的波动还是运行的位置误差都要求较高;

• 针对一些特殊的场景，例如激光或者视觉检测，则需要具备位置触发输出功能，随着结构越做越大，例如龙门架构，需要两个轴带动同一个平台，因此在驱动器控制上要实现龙门传动的功能;

• 针对以上要求，高创CDHD2开发出了一些对应算法来适应这些应用场景需求，包括非线性HD控制和基于频域线性响应的HDM控制。

3 HD控制方式

传统的控制方案一般是串行结构，包括电流环、速度环和位置环的三环串行结构，这些控制方式有一些固有的误差难以避免，增加前馈的时候会增加它的超调和整定时间。为此，高创把速度环和位置环合二为一，形成了非线性的控制。速度环与位置环的合二为一通过增益矩阵的方式来自动适应误差，根据系统的误差和速度来调整增益，实现最小的阻尼，最小的跟踪误差，达到最好的整定效果。

直驱电机在高速运动时，不可避免会造成抖动的现象，闭环抑制震动，发生初期就要响应抑制它的震动，还有主动阻尼来尽量减少它的震动发生

4 HDM控制方式

针对一些复杂的控制场景，比如CNC、激光等领域，通常对于过程中的要求比较高，机台的共振点和机械特性都可能不太一致，基于这样的情况开发了HDM的控制方式，该控制方式基于多项式的线性控制方式和频率响应进行自动调试。

第一步，对机台系统进行扫频：给机台系统注入扫频电流白噪声，设置它的扫频范围。通过频率响应就可以得到整个机台或者机器的带宽，同时得到它开环的波特图，

第二步，建模(FIT Model)：根据这个频率响应可以看到系统不同的共振点，就需要软件来拟合，把实际响应用算法曲线来进行拟合，得到系统机械上的一个模型。然后设置共振点，根据共振点设置零极点数目，可以得到拟合后的曲线。拟合后的曲线如图2所示。

第三步，自动生成控制参数：根据拟合后的曲线，一键生成对应控制参数，包括自动添加相应滤波器，然后根据闭环特性及实际效果进行微调，从而得到最好或者最优化的控制。调试时应尽量避免不稳定的区域，既要提高稳定性，又需提高带宽。

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