傳統控制策略 （1） 恒壓頻比控制 帶定子壓降補償的恒壓頻比控制保證了同步電動機氣隙磁通恒定，調節頻率給定實現同步改變電機的轉速。此種控制策略為開環控制，只控制了電機的氣隙磁通，不能調節轉矩，容易產生轉子振蕩和失步等問題。同時由于恒壓頻比控制依據的是電機的穩態模型，其動態控制性能不高，不適合具有高性能要求的伺服驅動控制場合。 為了獲得良好的動態性能，必須依據電機的動態數學模型。由于交流永磁同步電動機動態數學模型是非線性、強耦合、時變的多變量系統。要得到良好的控制性能，需對角速度和電流進行解耦控制，即矢量控制技術。 （2） 經典pid控制 pid控制器就是利用比例、積分、微分對系統的誤差進行計算得出控制量從而對被控對象進行控制。pid控制器是目前應用最為廣泛的調節器，具有結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便等優點，一直以來是工業控制的主要技術之一，能夠滿足多數伺服控制應用領域。 但是經典的交流伺服同步電動機的三環pid調節控制方式仍然存在一些問題，如調節器參數整定繁瑣且誤差較大，對系統模型及參數的依賴性較強等，在一些高精度應用場合，很難滿足系統要求。 （3） 磁場定向控制（id=0） 矢量控制是建立在被控對象準確的數學模型上，使交流電機控制由外部宏觀穩態控制深入到電機內部電磁過程的瞬態控制。矢量控制通過坐標變換將交流電機內部復雜耦合的非線性變量變換為相對坐標系為靜止的直流變量（電流、磁鏈、電壓等），實現近似解耦控制，并從中找到約束條件，獲得某一目標的最佳控制策略，id=0控制是矢量控制的一種特定的控制策略，在轉子坐標系內實現永磁同步電機交直軸電流解耦，由于id、iq雙電流閉環的存在，使電機iq電流動態跟隨系統力矩給定（te=ktiq，kt為電機力矩系數），實現電機電磁力矩控制。該控制策略使電機系統具有較好輸出力矩線性度，并可獲得最大線性轉矩。同時由于全部電流均用來產生電磁力矩，可以充分利用電機過載能力，提高電機啟、制動速度，保證電機具有優良的啟、制動性能。 矢量控制技術經歷二十多年研究完善歷程，在調速系統中應用所獲得的性能優異，不論在低速（恒轉矩控制模式）還是在高速（恒功率控制模式），其抗擾特性、啟制動特性、穩速特性均達到或者超過直流調速系統。但是矢量控制模型及算法比較復雜，實現時需要進行坐標變換等，很難保證電機系統的電壓、電流在直、交軸的完全解耦，進而會影響電機系統的動態和效率等指標。現代控制策略 傳統的交流伺服電機驅動控制策略多用于被控對象模型確定、不變化且為線性，以及操作條件、運行環境確定不變的條件下。但交流永磁同步電動機動態數學模型是非線性、強耦合、時變的多變量系統，在高性能要求的場合，就必須考慮各種非線性的影響、對象的結構與參數變化、運行環境的改變以及環境干擾等時變和不確定性因素。現代控制理論的發展與應用，一定程度上彌補了經典控制理論對時變非線性隨機系統無能為力的缺點。 （1） 直接轉矩控制直接轉矩控制理論是在20世紀80年代由德國魯爾大學m.depenbrock教授和日本學者i.takahash分別提出的一種高性能的交流電機控制策略，其控制策略也是基于被控對象精確的數學模型，但是與矢量控制不同，它直接在定子坐標系下分析交流電動機的數學模型，無需復雜的坐標變換。采用定子磁場定向，無需解耦電流，轉矩和磁鏈都采用直接反饋的雙位式砰砰控制，避免了將定子電流分解成轉矩和勵磁分量，直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制，著眼于轉矩的快速響應，以獲得轉矩的高動態性能。直接轉矩控制磁場定向所用的是定子磁鏈，不受轉子參數的影響，只要知道定子電阻就可以把它觀測出來，對電機參數不敏感。 直接轉矩控制技術在感應電動機變頻控制領域獲得了成功應用，瑞典abb公司已推出系列產品。但目前在永磁同步電動機應用方面，直接轉矩控制還存在著一些問題。直接轉矩控制采用磁鏈滯環，電機轉矩存在脈動，直接影響電機運行的平穩性。直接轉矩控制需要觀測磁鏈和轉矩，低速情況下準確性很差，致使電機低速運行性能差、電機調速范圍較小。由于電機定子電感較小，電機啟動和負載變動時電流沖擊大，磁鏈和轉矩脈動大。此外，由于電機靜止時無法估算磁鏈初始位置，電機啟動困難。盡管近些年國內外一些學者不斷嘗試和改進永磁同步電動機轉矩直接控制策略，但目前這種控制方案很難滿足交流伺服驅動技術要求。 （2） 滑模變結構控制 變結構控制屬于非線性控制范疇，其非線性表現為控制的不連續性，即一種使系統的“結構”變化的開關特性。滑模變結構控制不需要知道系統的數學模型，只需要了解系統參數及其變化的大致范圍，使得變結構控制具有快速響應、對參數及擾動變化不敏感、無需在線辯識與設計等優點，具有降階、解耦的功能，當系統進入滑模狀態時，系統狀態的轉移就不再受系統原有的參數變化和外部擾動的影響，而是強制在開關平面附近滑動，具有完全的自適應性和魯棒性，因而滑模變控制在永磁同步電機伺服系統中得到了成功的應用。但由于采用的是bang-bang控制，不可避免的造成抖振問題，而抖振問題是滑模變結構控制廣泛應用的一個主要困難。目前在交流伺服電機系統中通過改變滑模結構，如采用高階滑模結構及濾波處理等方法一定程度上解決了滑模變結構控制帶來的抖振問題。 （3） 自適應控制 自適應控制是50年代初由考德威爾（golcl-well）提出的。它將反饋控制與辨識理論相結合，針對被控對象特性的變化、漂移和環境干擾對系統的影響而提出來的，或者當對被控過程的參數了解不多或這些參數在正常運行期間有變化，特別是存在緩慢的變化因素時，通過尋求某些性能指標最優來完成對被控對象調節的。 現在應用于控制的自適應方法有模型參考自適應、參數辯識自校正控制及其新發展的各種非線性自適應控制。模型參考自適應控制系統不需要控制對象的精確數學模型，也無須進行參數辨識。其關鍵問題是設計自適應參數調整律，在保證系統穩定性的同時使誤差信號趨于零，主要優點是容易實現和自適應速度快。但自適應算法存在一些問題，如數學模型和運算繁瑣，使控制系統復雜化。又如參數辯識和校正都需要一段時間，對于參數變化較快的系統，控制性能受系統計算速度影響較大。在交流伺服驅動中應用系統硬件需要較高，一般采用32位數字信號處理器（dsp）或現場可編程門陣列（fpga）來實現。聲明：本文為轉載類文章，如涉及版權問題，請及時聯系我們刪除（QQ: 229085487），不便之處，敬請諒解！
