Per quale tipo di motore è adatto il modello di secondo ordine?
Nel campo del controllo motorio, i modelli del secondo ordine sono ampiamente utilizzati per la loro semplicità e praticità. Questo articolo combinerà gli argomenti e i contenuti più importanti dell'intera rete negli ultimi 10 giorni per discutere i tipi di motori e le caratteristiche applicabili al modello del secondo ordine e visualizzare l'analisi pertinente attraverso dati strutturati.
Introduzione ai modelli del primo e del secondo ordine
Il modello del secondo ordine è un modello matematico semplificato solitamente utilizzato per descrivere le caratteristiche di risposta dei sistemi dinamici. Nel controllo motorio, il modello del secondo ordine può bilanciare meglio la complessità computazionale e l'accuratezza ed è adatto ai seguenti scenari:
| Scenari applicabili | Descrizione |
|---|---|
| Controllo della velocità da bassa a media | Ignora gli effetti non lineari di ordine superiore e semplifica l'algoritmo di controllo |
| Risposta rapida ai bisogni | Ottimizza le prestazioni dinamiche attraverso il rapporto di smorzamento e la frequenza naturale |
| I cambiamenti di temperatura sono piccoli | Ignorare la sensibilità dell'aumento della temperatura ai parametri |
2. Analisi delle tipologie di motore applicabili
Sulla base delle recenti discussioni accese e della letteratura tecnica, i seguenti tipi di motore sono più adatti per i modelli di secondo ordine:
| Tipo di motore | Motivo applicabile | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|
| Motore DC a spazzole | La costante di tempo meccanica è significativamente maggiore della costante di tempo elettrica | Giunti robot, utensili elettrici |
| Motore sincrono a magnete permanente (PMSM) | L'asse dq può essere semplificato in un sistema del secondo ordine dopo il disaccoppiamento | Veicoli elettrici, servo industriali |
| motore passo-passo | Le fluttuazioni di coppia a bassa velocità possono essere descritte da oscillazioni del secondo ordine | Stampante 3D, macchina utensile CNC |
3. Tendenze tecnologiche calde
Le discussioni di settore negli ultimi 10 giorni mostrano che i modelli di secondo ordine hanno attirato l’attenzione nelle seguenti aree emergenti:
| Zone calde | progresso tecnologico | Supporto dati |
|---|---|---|
| Controllo del motore del drone | Il modello del secondo ordine + PID adattivo riduce l'oscillazione | Uno studio ha dimostrato che il tempo di risposta è stato ridotto del 32% |
| Servosistema | Controllo predittivo basato sul modello del secondo ordine | La precisione di posizionamento effettiva di un'azienda è aumentata di 0,01 mm |
| motore del mozzo | Modello del secondo ordine migliorato considerando l'elasticità del pneumatico | Un brevetto dimostra che il consumo energetico è ridotto del 7% |
4. Suggerimenti per la selezione
Quando si seleziona un modello di secondo ordine in base ai requisiti dell'applicazione, tenere presente:
| Considerazioni | Suggerimenti |
|---|---|
| Gamma di velocità | >2000 giri/min Si consiglia di aggiungere una compensazione di alto livello |
| Caratteristiche del carico | Il carico di mutazione deve essere combinato con un osservatore |
| limite di costo | Gli MCU di fascia bassa danno la priorità ai modelli di secondo ordine |
5. Casi tipici
L’ultimo sistema di azionamento elettrico rilasciato da un’azienda produttrice di veicoli a nuova energia utilizza un modello di controllo di secondo ordine migliorato per ottenere:
| tempo di risposta | Ridotto da 80ms a 55ms |
| Efficienza del recupero energetico | Aumentato al 92% |
| Prestazioni NVH | Riduzione del rumore 3dB |
Conclusione:Il modello del secondo ordine è particolarmente adatto per scenari di applicazione del motore con requisiti di risposta dinamica moderati e requisiti sensibili ai costi. Con il progresso della tecnologia di ottimizzazione degli algoritmi, i suoi confini applicativi si stanno espandendo verso campi ad alta velocità e alta precisione. Gli ingegneri devono selezionare ragionevolmente la complessità del modello in base alle caratteristiche specifiche del motore e agli obiettivi di controllo.
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