Sähköservon mallinnus ja adaptiivinen säätö

Abstract

Tämä työ käsittelee sähköservon mallinnusta ja säätöä. Kitka, välys ja kyllästyminen aiheuttavat servojärjestelmän dynamiikkaan epälineaarisuuksia, jotka vaikeuttavat järjestelmän säätöä. Ottamalla epälineaarisuudet huomioon säätöä suunniteltaessa voidaan päästä tarkempaan ja nopeampaan järjestelmään. Työn tarkoituksena on perehtyä servojärjestelmässä esiintyviin epälineaarisuuksiin ja suunnitella niitä kompensoiva digitaalinen adaptiivinen säätö. Järjestelmän tulisi olla sekä nopea että tarkka. Säätömenetelmiä ja epälineaarisuuksia tutkittiin simulaattorinavulla. Työn alkuosa on tehty lähinnä kirjallisuustutkimuksena. Siinä pereh-dytään sähköservoon, johon kuuluvatkestomagnetoitutasavirtamootto-ri, vaihteisto ja kuorma.Tärkeimpiä epälineaarisuuksia, kuten kuor-man kitkaa,vaihteiston välystä ja moottorin ankkurivirran kyllästy-mistä,on käsitelty omassa luvussaan.Työn loppuosassa tutkitaanservojärjestelmän ominaisuuksiaPID-tyyppisellä säätäjällä.Nopeus-servon säätäjä on usein pelkkä PI-säätäjä. Asemaservoissakäytetään lähinnä PD-säätäjiä .Lisäksi on kokeiltu kitkan adaptiivista kompen-sointia jaitsevirittyvää GPC-algoritmia.Simulointitulosten perusteella adaptivinen säätö jakompensointiosoittautuivat paremmiksi kuin pelkät PID-tyyppisetsäätäjät.Kitkaja välys voidaan osittain tulkita lineaariseen malliinkohdistuviksihäiriöiksi, jolloin niiden vaikutuksia voidaanjoissain tapauksissavaimentaa.GPC-algoritmin ominaisuuksia voidaan hyödyntää tehokkaas-ti,jos säätäjän ja toimilaitteen kyllätymispisteet ovatetukäteentiedossa.Adaptiivisen säädössä identifioidun mallin tarkkuus vaikuttaa haluttuun säätötulokseen.Simuloitaessa kiinteä parametrinen malli osoit-tautui melkorobustiksi. Olisikin tärkeää tutkia, kuika tarkasti servojärjestelmä pystytään käytännössä identifioimaan. /Kir10