一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法技术

本发明专利技术公开了一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，包括：构建永磁同步电机在注塑过程中的速度环传递函数，构建永磁同步电机控制系统的PD控制器模型后，根据给定的控制系统的性能指标，结合速度环传递函数，对PD控制器进行参数整定后，获得PD控制器的控制输出，最后根据PD控制器的控制输出对永磁同步电机进行运动控制。本发明专利技术可自动计算获得永磁同步电机的控制参数，不需要人工调节，而且可使得永磁同步电机的响应信号快速跟随输入信号，系统跟随误差快速收敛，实时性较高，可实现精确控制，从而大大提高注塑生成的注塑产品质量，可广泛应用于注塑控制行业中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及注塑生产的工业控制领域，特别是涉及一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法。
技术介绍
一个注塑生产过程可分为：关模(mold-close)，注射(filling)，保压(packing-holding)，冷凝(cooling)/塑化(plasticizing)，开模(mold-open)五个阶段。其中注射阶段，所需要控制的关键变量是注射速度，而螺杆推动高分子材料注射的动力源是永磁同步电机(或异步电机)。因此，控制喷嘴的注射速度实际是控制永磁电机的转速。对注塑过程的永磁同步电机进行控制时，需要建立相关的模型，目前建模的方法基本局限在整数阶微积分理论范畴，如在上述注塑成型加工过程的注射阶段，一般是用一阶或二阶微分方程描述注射速度模型。从理论上分析，低于一阶的微分方程有无数种形式(如1/2,1/3…1/n…等)；同样地，高于一阶而低于二阶的微分方程亦有无数种形式(如3/2,4/3…(n+1)/n…等)。但是，注射阶段的速度模型不会如此巧合，正好是无数种微分方程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：S1、构建永磁同步电机在注塑过程中的速度环传递函数；S2、构建永磁同步电机控制系统的PD控制器模型；S3、根据给定的控制系统的性能指标，结合速度环传递函数，对PD控制器进行参数整定后，获得PD控制器的控制输出；S4、根据PD控制器的控制输出对永磁同步电机进行运动控制。

【技术特征摘要】
1.一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：
S1、构建永磁同步电机在注塑过程中的速度环传递函数；
S2、构建永磁同步电机控制系统的PD控制器模型；
S3、根据给定的控制系统的性能指标，结合速度环传递函数，对PD控制器进行
参数整定后，获得PD控制器的控制输出；
S4、根据PD控制器的控制输出对永磁同步电机进行运动控制。
2.根据权利要求1所述的一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，其特征在于，
所述步骤S1，包括：
S11、构建永磁同步电机在注塑过程中的数学模型，所述数学模型的表达式为如
下的分数阶微分方程：
Dtr0(ωr)=-aωr+biq]]>上式中，ωr表示永磁同步电机的转速，表示永磁同步电机的转速的分数
阶微分值，iq表示永磁同步电机的定子电流，Bm是摩擦系数,
J是转动惯量，kpp表示永磁同步电机的控制器的比例系数；
S12、将构建的分数阶微分方程进行拉普拉斯变换后，获得永磁同步电机的速度
环传递函数如下：
P(s)=Wr(s)Iq(s)=ba11asr+1=kTsr+1]]>上式中，P(S)表示的拉普拉斯变换，We(s)表示ωr的拉普拉斯变换，Iq(s)
表示iq的拉普拉斯变换，k＝a/b，T＝1/a，s表示拉普拉斯算子，r表示分数阶微分
系数。
3.根据权利要求2所述的一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，其特征在于，
所述步骤S2，其具体为：
根据下式构建永磁同步电机控制系统的PD控制器模型：
C(s)＝kp(1+kds)
上式中，C(S)表示PD控制器的控制输出，kp表示比例增益，kd表示微分增益。
4.根据权利要求3所述的一种面向注塑过程的永磁同步电机控制方法，其特征在于，
所述步骤S3，包括：
S31、根据永磁同步电机的速度环传递函数和控制系统的PD控制器模型，获得
控制系统的开环传递函数如下：
G(s)＝C(s)P(s)
上式中，G(S)表示控制系统的开环传递函数；
S32、分别对速度环传递函数和PD控制器模型进行频域变换后获得对应的频率
特性，所获得的频率特性的表达式如下：
Arg[C(jω)]=tan-11ωkd|C(jω)|=kp1+(kdω)2Arg[P(jω)&...

【专利技术属性】
技术研发人员：张碧陶，姚科，高福荣，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44