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申请/专利权人：李琦

摘要：本发明属于伺服压力机技术领域，具体涉及到一种提高伺服压力机位置控制精度的方法，本发明计算的系统等效转动惯量是变化的，使用电机负载转矩估算值替代实际的电机负载转矩值，对电机的给定输入角度采用三阶泰勒展开，最终将两电平三相的八个电压矢量分别带入到价值函数中，并将取得最小值的电压矢量定义为最优矢量，最优矢量作用于功率模块输出PWM，控制电机运行，本发明采用了基于模型预测控制的位置控制方法，提高了位置控制的精度，抗负载能力大大提高，可大幅的降低绝缘栅双极型晶体管的开关频率，同时在单位时间内的计算量减少。

主权项：1.一种提高伺服压力机位置控制精度的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：从电机侧看伺服压力机的转动惯量J的计算根据Ek＝Ec+El+Es+Em8，其中Ec表示曲柄的动能，El表示连杆的动能，Es表示滑块的动能，Em表示电机和减速机的动能，Ek表示曲柄连杆机械结构的动能，各动能表达式分别为： 其中，其中，Jp是从曲柄侧看伺服压力机的转动惯量，Jc是围绕曲柄结构的中心旋转点旋转的曲柄转动惯量，Jl是围绕滑块的质心旋转的连杆转动惯量，Jg是电机和减速机转动惯量，vl是连杆中点的速度，vs是滑块的速度，ωm是电机的角速度，ms是滑块的质量，ml是连杆的质量，θc是曲柄旋转角度，φ是连杆从上死点到当前位置顺时针旋转的角度，r为曲柄半径，l为连杆长度；将公式9-公式16带入公式8，可得从曲柄侧看伺服压力机的转动惯量Jp： 其中a、b、c、β为参数系数， b＝ml+2msrl19， 从电机侧看伺服压力机的转动惯量J为： 其中，n为减速机的减速比；步骤二：以及的计算根据永磁同步电机的机械模型方程表达式： 其中，J是从电机侧看伺服压力机的转动惯量，θm是电机的旋转机械角度；Te是电机的电磁转矩；TL是电机的负载转矩，p是电机极对数，ψf是永磁体磁链，iq为dq坐标系下交轴电流的反馈值，由于可得： 进一步可得：公式31两边求导，且可得： 步骤三：电机负载转矩估算值的计算，使用电机负载转矩估算值替代实际的电机负载转矩值TL将步骤二中的公式30通过拉氏变换，从时域变换为频域，然后结合一阶低通滤波器的设计，则电机负载转矩估算值给出如下： 其中s为微分算子，g1是一阶低通滤波器的截止频率，将公式34变换为： 利用一阶低通滤波器，完成电机负载转矩估算值的计算， 步骤四：价值函数g的设置在控制策略id*k+1＝0情况下，价值函数g设置为：g＝|iq*k+1-iqk+1|+|id*k+1-idk+1|47，其中， 其中，iq*k+1为dq坐标系下第k+1时刻交轴电流的给定值，iqk为dq坐标系下第k时刻交轴电流的反馈值，iqk+1为dq坐标系下第k+1时刻交轴电流的反馈值，idk为dq坐标系下第k时刻直轴电流的反馈值，idk+1为dq坐标系下第k+1时刻直轴电流的反馈值，Ts为控制周期，Ld是dq坐标系下直轴电感，Lq是dq坐标系下交轴电感，ωe是电角速度，Vdk是dq坐标系下第k时刻直轴电压，Vqk是dq坐标系下第k时刻交轴电压，R是定子电阻，上述iq*k+1的计算式通过以下步骤获得：对电机的给定输入角度θm*采用三阶泰勒展开式为： 将步骤二中的公式31和33带入公式39，可得 利用欧拉前向逼近法则，假设将公式41带入到公式40中，并利用可得公式42；上述idk+1和iqk+1的计算式通过以下步骤获得：根据定子电压方程，利用欧拉前向逼近法则， 可得上述公式45和公式46；最后将三相两电平PWM逆变器的八个电压矢量分别带入到价值函数g中，并将g取得最小值的电压矢量定义为最优矢量，最优矢量作用于功率模块输出PWM波控制电机运行。

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百度查询： 李琦 一种提高伺服压力机位置控制精度的方法