伺服電機三環控制及其模型的建立仿真

摘 要：首先，文章將闡述三環控制和PID控制的內容和特點，其次，根據實例總結一些經驗方法，最后，利用Matlab對上述的系統進行建模和仿真，從而更好地了解這個自動控制系統。

關鍵詞：伺服;三環控制;仿真

一、 三環控制

伺服一般為三個環控制，所謂三環就是3個閉環負反饋PID調節系統，如圖1所示。

二、 MATLAB仿真

實際工作中，電機優化或調試受到很多外界條件的制約，必須保證生產的進行，并且盲目的調整參數也有很大的風險，甚至損壞機械結構，因此這里嘗試運用MATLAB軟件中的SIMULINK模塊來搭建一個簡單的三環控制系統，并引入響應的調節參數，利用其自帶的仿真功能模擬系統的響應，并且由于傳遞函數的應用，對于參數的設定也能起到一定的指導作用，由于時間比較倉促，本次搭建的系統并未考慮負載，并且只引入了幾個我們常見的參數，主要包括MD1120，MD1121，MD1407，MD1409，MD32200。

具體搭建完的系統模型如圖2所示。

利用以下程序對其中的各個參數進行賦值：

篇幅有限，具體計算的過程在此省略，由于傳遞函數的引入，將大大縮短參數整定的時間。仿真調試過程具體如下。

1. 運行上述賦值程序，則具體參數被輸入到模型中。

2. 運行模型，進行線性分析。

3. 根據頻率響應曲線和單位階躍響應對參數進行微調，直至曲線穩定，響應迅速，超調量控制在可控范圍內。

三、 結語

伺服電機的三環控制是一個完整的自動控制過程，其中牽涉了很多參數，包括需要我們整定的參數和被控對象的特性參數，在平時的工作中我們接觸得更多的只是一些經常需要微調的參數，眾多參數對系統產生的作用我們并不明確，而借助數學模型和MATLAB的仿真，我們可以更好地了解各個參數的作用和相互的影響，對實際工作起到一些指導作用，也幫助我們更加熟悉這個控制系統，但目前這個模型仍不完善，沒有加入負載的干擾和抑制尖峰的帶阻濾波器，這些在之后會慢慢完善。

作者簡介：

盛勇，南京高精齒輪集團有限公司。