摘要；在自适应速度控制的基础上，采用线性二次型的综合方法设计位置环的****控制，给出控制参数的计算方法，通过试验验证了其优良的控制效果。

关键词；****控制l交流伺服系统l位置控制

中图分类号：tm301.2    文献标识码：a    文章编号：1001- 6848( 2000)02 - 0018 - 03

    位置控制是交流伺服系统中极为重要的一个环节。伺服性能指标主要通过位置控制表现出来。为了获得稳定的、高定位精度的伺服性能，在性能上有两方面的要求：一方面应具有稳定平滑的动态响应，不出现超调和振荡，另一方面应具有较小的稳态位置误差和动态位置跟踪误差。

    传统上把速度环设计为pi调节器，位置环为p调节器，或带前馈的复合控制，这些方法都是从早期的模拟式系统中借鉴而来的，由于方法简单易行，在性能上又能满足工程应用的要求，因此获得广泛的应用。必须指出，由于伺服系统运行情况复杂，电机本身又是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象，这些基于经典控制理论的控制器，在参数匹配良好的情况下可获得较好的性能，但系统参数一旦发生变化，或者负载转矩出现扰动，将导致控制性能下降。况且由于系统极点不能任意配置，动态响应和抗扰能力不能得到很好的蒹顾。采用p调节器的位置控制时，当增益小时，系统刚度差，进给行滞后量大，在作圆弧插补时，误差较大；当增益大时，进给行滞后量小，但存在在位时抖动及位置超调问题。

    本文在已有的模型参考自适应速度控制的基础上设计了****位置控制器，应用在所研制的全数字交流伺服系统中[1]，使控制性能较经典控制方法有了全面的提高。

    图1表示了交流伺服系统的结构，系统包含一个速度内环及一个电流内环，将电流环近似简化为传递函数为1的环节[2]，简化后，从电流指令到速度输出成为一阶关系。在此基础上设计了带负载扰动补偿的模型参考自适应速度控制[3]，其中参考模型为：

    在速度自适应控制的基础上，运用****控制理论进一步设计位置环。假定速度环已经处于闭环状态，在综合位置环时，其控制对象的主要部分是速度环，由于含自适应机构的速度环本质上是非性线时变的，因此不能运用线性****控制理论直接进行处理。对于这种情况，常见的处理方法，一般虚用参考模型来代替含自适应机构的速度环模型，再综合位置环的****控制，从而达到简化系统设计。显然这种处理方法是不够严谨的。本文给出一种实用的处理方法，它首先通过某种数学处理，把含有自适应机构的非线性时变对象化成等价的带有附加输入信号的线性时不变对象，而且附加输入信号是可测量的，然后运用离散线性二次型的综合方法来设计位置环的****控制。这种处理方法在计算上不但是精确的，而且在物理上是可实现的。

    在速度自适应控制中有：

   将上两式代入参考模型式(1)中，消去ωrm(k)、ωrm（k一1）项，并令

    φ（k)取决于广义误差e(k)和e(k-l)，它是由扰动和可调参数变化造成模型偏差引起的。由于设计的速度环为渐近超稳定自适应系统，有lime(k)=o及limp(k)=0.

    利用差分近似表示位置，则：

    式中，tp为位置环采样周期，与速度环采样周期相同，速度控制和位置控制是同时进行的。将式(6)代入式(5)消去ωr（k）和ωr(k-l)后，得到：