文献综述
摘要:本文综述了数字伺服系统控制研究发展的过程及研究意义,简要介绍了国内外伺服系统控制的发展发展趋势,在这之后重点介绍了国内永磁交流电机控制策略及现代控制理论,最后伺服系统未来的发展进行了展望。
关键词:伺服系统 控制理论 交流电机
1 引言
伺服系统是一种能够快速而精确地响应外部输入指令信号的控制系统。随着材料技术、电子电力技术、控制理论等技术的发展以及电动机制造工艺水平的逐步提高,交流伺服控制系统在工业领域也有越来越广泛的应用前景。[1]
- 国内外伺服系统的发展史及研究意义
伺服来自英文单词Servo,指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,运动要素包括位置、速度和力矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程,而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。
随着科技的迅猛发展和人们的不断努力,伺服系统的发展经历了从20世 纪60年代以前的液压伺服系统[2]到20世纪60-70年代的有刷直流伺服系统[3]再到20世纪80年代以后的交流伺服系统[4] 这三个阶段,每个阶段所使用的伺服电机和控制技术都与伺服系统的发展密切相关。
我国从1970年代开始跟踪开发交流伺服技术,主要研究力量集中在高等院校和科研单位,以军工、宇航卫星为主要应用方向,不考虑成本因素。80年代之后开始进入工业领域,直到2000年,国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态,技术水平和可靠性难以满足工业需要。2000年之后,随着中国变成世界工厂、制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间,国内几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。 [5-8]
我国研究比较晚,目前尚处于研究阶段,技术还不够成熟,虽然国内市场也有一些自主研发的永磁交流伺服产品,但其性能和国外产品相比相差较大,只能应用于一些性能要求比较低的场合。国内对永磁交流伺服产品的需求量比较大,而国外的知名公司垄断了国内的高端伺服产品市场,且技术进行了严格的封锁,随着航空和工农业生产的现代化,我国急需对一些陈旧的伺服设备进行更新换代,对高性能的伺服控制系统的研究和开发,形成具有竞争能力的自主品牌,对国防建设和国民经济的发展都有十分重要的战略意义。 [9][10]
- 国内外伺服系统的发展趋势
3.1交流化
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