仿真是系統(tǒng)分析研究的重要手段,通過仿真,可以驗證理論分析和設(shè)計的正確性,模擬實際系統(tǒng)的運行過程,分析系統(tǒng)特性隨參數(shù)的變化規(guī)律,描述系統(tǒng)的狀態(tài)與特性,探索設(shè)計結(jié)果是否滿足實際要求,也可討論系統(tǒng)穩(wěn)定性,研究系統(tǒng)控制參數(shù)、負載變化對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響,研究控制方法和手段對系統(tǒng)性能的改善與提高。因此,仿真具有和實驗相同的作用,并可避免實際實驗操作的復(fù)雜性,完成無法進行實驗系統(tǒng)或過程的仿真模擬。針對伺服系統(tǒng),影響系統(tǒng)運行的因數(shù)很多,如何在紛繁復(fù)雜的環(huán)境條件中尋找最優(yōu)的控制參數(shù)、采取合適的控制手段,是伺服系統(tǒng)設(shè)計與運行中需要深入探討的問題,這些因數(shù)將影響到實際系統(tǒng)的運行及其對環(huán)境的適應(yīng)性。
下面,根據(jù)實際永磁同步伺服系統(tǒng)構(gòu)成情況,討論基于Matlab軟件的仿真模型創(chuàng)建,并在Simulink環(huán)境中對系統(tǒng)進行仿真,分析其仿真結(jié)果,從中找出系統(tǒng)的控制規(guī)律,優(yōu)化系統(tǒng)的控制方法,分析系統(tǒng)的運行特性,以便于系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)整與運行。
按照伺服系統(tǒng)的實際連接構(gòu)成電流環(huán)動態(tài)仿真拓撲,并對系統(tǒng)運行的各種工況進行仿真。仿真結(jié)果表明,電流調(diào)節(jié)器放大系數(shù)越大,電流響應(yīng)越快,動態(tài)過程中電流跟蹤的誤差越小,但超調(diào)越嚴重;電流調(diào)節(jié)器零點越大,電流響應(yīng)越快,但電流響應(yīng)的振蕩次數(shù)增多,超調(diào)增加。對本系統(tǒng)而言,調(diào)節(jié)器比例系數(shù)在20~30,零點在500~2500時,電流環(huán)可滿足階躍跟蹤響應(yīng)要求,調(diào)節(jié)器參數(shù)可在此范圍取值。一般來說,電流環(huán)按照調(diào)節(jié)器工程設(shè)計方法設(shè)計的參數(shù)偏于保守。而且,為簡便,設(shè)計時忽略反電勢對電流環(huán)的影響,其結(jié)果是電流跟蹤動態(tài)響應(yīng)因反電勢的影響而緩慢,偏差較大。若在動態(tài)過程中,電機電流不能快速準(zhǔn)確跟蹤給定,系統(tǒng)便不能得到id=0的解耦控制,因此,需要根據(jù)仿真結(jié)果對電流調(diào)節(jié)器參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。